خواص فیزیکی آب

علم هیدرولیک به قدمت تمدن بشری است. انسان نخستین ، به منظور انقیاد سیلاب ها ، آبیاری زمین ها و تهیه آب آشامیدنی به درک تجربی اصول اولیه فیزیکی علم هیدرولیک نیازمند بود. اما علم هیدرولیک با وجود چنین پیشینه تاریخی طولانی هنوز هم تا حدی نامعلوم و مبهم بوده، به لحاظ نظری پر از عوامل نامتعین است. علوم جدید به لحاظ نظری، علم هیدرولیک را تحت الشعاع خود قرار داده اند اما اهمیت نا متعین حیاتی این علم در حفظ زندگی بشر هنوز هم محرز است.
طی قرن گذشته در درک و ابداع قوانین اساسی مکانیک سیالات پیشرفت های چشمگیری حاصل شد. هم اکنون با یاری جستن از فنون ریاضی پیشرفته موجود می توان اصول یاده شده را به مرحله عمل در آورد. با وجود این مسائل هیدرولیک همواره عملا چنین راه حل های نظری را طلب میکنند. هیدرولیک عملی را شاید بتوان هم تراز با هنرهای تجسمی دانست.
یکی از دلایل عدم قطعیت نظری علم هیدرولیک وجود متغیرهای نا مشخص زیادی است که حتی در پاره ای از آسانترین مسائل عملی وجود دارند.  وابستگی این متغیرهای غالبا ناشناخته پاسخ های معقولی را تنها بر اساس اصول مکانیک سیالات فراهم می سازد. بنابراین علم هیدرولیک را به عنوان مکانیک سیالات تجربی در نظر گرفتن ساده انگاری نکوهیده ای است.
چگونگی رفتار آب در شرایط گوناگون در اصل بستگی تامی به خواص فیزیکی و شیمیایی آن دارد. انرژی دورنی و ساختمان مولکولی آب در واقع خواص یاده شده را کنترل می کنند.
آب ترکیبی است شیمیایی، مرکب از اکسیژن و هیدروژن. در هر مولکول آب ، یک اتم اکسیژن در مقابل دو اتم هیدروژن وجود دارد. خوشه اتم های هیدروژن ملکول های آب کم و بیش آنها  را به هم وصل می کنند. این نوع پیوند ملکولی را پیوند هیدروژنی می نامند. درجه پیوند ملکولی  و مقدار انرژی ای که مولکول ها را به هم پیوند می دهد بستگی به دما و فشار موجود دارد. فشار و دما هر دو از مظاهر انرژی هستند.
انرژی به طور کلی بر حسب ژول اندازه گیری می شود یک ژول انرژی پتانسیلی است که معادل یک نیوتن نیرو در مسافت یک متر کار را انجام می دهد. یکی دیگر از اقسام انرژی حرارتی است که برای تغییر دمای جسمی لازم است. در سیستم  متداول امریکایی واحد گرمایی انگلیسی معادل ژول است که آنرا به اختصار به شکل BTU می نویسند. یک BTU برابر است با ۱۰۵۵ ژول یا تقریبا KJ1 = BTU1.
آب بر اساس انرژی درونی اش به یکی از اشکال مایع ، جامد یا بخار متجلی می شود. برف و یخ نمود جامد آب هستند. و بخار آب موجود در هوا حالت گاز گونه آب به شمار می روند. اشکال مختلف آب را نمود آن می خوانند. آب به چه صورت جامد و مایع باشد ، چه به شکل گاز ، موجودیتش به مقدار انرژی نگهداری شده در پیوند هیدروژنی اش بستگی دارد. وقتی آب به حالت جامد باشد کلیه اتم های هیدروژنی اش به هم می پیوندند و در حالت مایع این پیوند کمتر خواهد بود. آب ترکیبی است پایدار و تا زمانی که دمای آن به یک صد درجه سانتی گراد نرسد ، پیوند اتم های هیدروژن و اکسیژن تجزیه نمی گردد.

فهرست محتوا :
پیشگفتار
خواص فیزیکی آب
انرژی درونی و سه نمود آب
جرم ، نیرو و چگالی
مویسانی ، الصاق و کشش سطح
مکانیک سیالات
نیرو و فشار هیدرواستاتیکی
صفحات قائم و مایل
مفاهیم انتقال انرژی