流体（流動し容器の形に適応する物質）

主な物理的特性

流体の挙動は、いくつかの巨視的性質によって記述される。密度は単位体積当たりの質量を表し、圧力は媒質内部で伝達される単位面積当たりの力を表す。粘性は、隣接する層どうしの相対運動に対する抵抗の尺度である。表面張力と毛細管現象は、流体と別の相との界面で生じる。流体には圧縮可能なもの（気体）と、ほぼ非圧縮性のもの（多くの液体）があり、その流れは定常的または非定常的、層流または乱流となりうる。これらの挙動を科学的に研究する分野は、一般に流体力学と呼ばれる。

種類と例

従来の分類には、次のものがある。

• 液体 — 水、油、水銀のようにほぼ非圧縮性で、重力下で自由表面を維持する流体。
• 気体 — 空気や水蒸気のように圧縮可能で、容器全体へ広がる流体。
• プラズマ — 恒星や一部の工業装置に見られる電離気体で、電気を伝導し、磁場に応答するもの。

非理想流体と関連する物質

流動する物質のすべてが、応力とひずみ速度の間の最も単純な線形関係に従うわけではない。非ニュートン流体は、加えられるせん断によって粘性が変化する。例として、せん断で粘度が低下する塗料や、せん断で粘度が増加する懸濁液がある。粘弾性物質は流体のような流動性と弾性的な記憶を併せ持ち、この挙動を示す身近な玩具にシリー・パティがある。粉末のような多数の小さな固体粒子の集合は、状況によっては流体のように振る舞うが、接触力学の異なる粒状物質であり続ける。

歴史、理論と応用

流れる水や空気の観察は古代にまでさかのぼるが、数学的な記述はオイラー、ナビエ、ストークスらをはじめとする多くの研究者の仕事を通じて徐々に発展した。流体力学は、気象学、海洋学、航空工学、土木工学、生体力学の基盤であり、水力利用や化学混合などの工業プロセスにも関わる。ポンプ、タービン、管路、航空機の翼といった実用装置は、流体の原理を用いて設計される。

重要な区別と現象

流体では、浮力（アルキメデスの原理）、境界層の効果、ならびに乱流を生じさせる不安定性が重要である。凍結、融解、凝縮、蒸発といった相変化は、流体を固体および気体の状態と結び付ける。工学と科学では、正確なモデル化と設計のために、真の連続体としての流体挙動を粒子的または弾性的な効果と区別することが重要である。

特定の下位分類や数学的記述については、液体、気体、プラズマ、および流体力学に関する資料を参照。