Cairan
Volume cairan adalah fungsi dari suhu dan tekanan. Cairan biasanya memuai ketika dipanaskan, dan menyusut ketika didinginkan. Air pada suhu antara 0 °C dan 4 °C adalah pengecualian. Cairan memiliki sedikit kompresibilitas. Air, misalnya, hanya 46.4 bagian per jutanya yang akan terkompresi untuk setiap satuan kenaikan tekanan atmoser (bar). Pada tekanan sekitar
4.000 bars (58.000psi), pada suhu ruang, air hanya mengalami penurunan volume sebesar 11%. Dalam studi dinamika fluida, cairan sering diperlakukan sebagai tak termampatkan, terutama ketika mempelajari aliran tak termampatkan. Sifat tak termampatkan membuat cairan cocok untuk menyalurkan daya hidrolik, karena sangat sedikit energi yang hilang dalam bentuk kompresi. Namun, kompresibilitas yang sangat kecil
memang menyebabkan fenomena lain. Benturan pada pipa, yang disebut palu air (water hammer), terjadi saat katup tiba-tiba ditutup, menciptakan lonjakan tekanan yang sangat besar pada katup yang bergerak berbalik arah melalui sedikit di bawah kecepatan suara. Fenomena lain yang disebabkan oleh ketaktermampatkan cairan adalah kavitasi. Oleh karena cairan memiliki sedikit
elastisitas, mereka benar-benar dapat ditarik hingga terpisah di daerah dengan turbulensi tinggi atau perubahan arah yang dramatis, seperti tepi jejak baling-baling perahu atau sudut tajam pada pipa. Cairan di daerah bertekanan rendah (vakum) menguap dan membentuk gelembung, yang kemudian runtuh saat memasuki daerah bertekanan tinggi. Hal ini menyebabkan cairan
mengisi rongga yang ditinggalkan oleh gelembung dengan kekuatan lokal yang luar biasa, mengikis permukaan padat yang berdekatan.
Dalam medan gravitasi, cairan memberikan tekanan pada sisi wadah dan juga pada apa pun di dalam cairan itu sendiri. Tekanan ini ditransmisikan ke segala arah dan meningkat seiring dengan kedalaman. Jika cairan diam di medan gravitasi yang seragam, tekanan, p, pada kedalaman apapun, z, diberikan oleh
displaystyle rho , adalah densitas cairan (diasumsikan konstan) g displaystyle g, adalah percepatan gravitasi.
Perhatikan bahwa rumus ini mengasumsikan bahwa tekanan pada permukaan bebas adalah nol, dan efek tegangan permukaan dapat diabaikan.
Benda yang direndam dalam cairan tunduk pada fenomena gaya apung (buoyancy). (Gaya apung juga teramati pada fluida lainnya, namun sangat kuat pada cairan karena densitasnya yang tinggi.)
Permukaan cairan, tempat munculnya tegangan permukaan, berperilaku seperti selaput elastis, sehingga memungkinkan pembentukan tetesan dan gelembung. Gelombang permukaan, aksi kapiler, pembasahan, dan riak adalah konsekuensi lain dari tegangan permukaan. Dalam cairan terkurung (confined liquid), yang didefinisikan berdasarkan batasan geometris pada skala nanoskopis, sebagian
besar molekul merasakan beberapa efek permukaan, yang dapat mengakibatkan sifat fisik yang terlalu menyimpang dari cairan curah.
Permukaan bebas adalah permukaan fluida yang terkena tekanan nol baik tegak lurus normal maupun geser paralel, seperti batas antara, misalnya, air dan udara di atmosfer bumi.
Muka cairan (seperti pada, misalnya, muka air) adalah ketinggi permukaan bebas cairan, khususnya yaitu permukaan paling atas. Muka cairan dapat diukur menggunakan level sensor.
Viskositas mengukur resistensi cairan terhadap deformasi akibat tekanan geser maupun tekanan eksternal. Dengan kata lain, viskositas adalah resistensi cairan untuk mengalir.
Ketika cairan mengalami pendinginan super menuju transisi kaca, viskositasnya mengalami peningkatan dramatis. Cairan kemudian menjadi medium viskoelastis yang menunjukkan elastisitas layaknya benda padat sekaligus fluiditas layaknya cairan, tergantung pada skala waktu pengamatan atau frekuensi perturbasi.
dengan K adalah modulus kompresi fluida, dan  adalah densitas. Dalam air tawar, c = 1497 m/s pada 25 °C
Pada suhu di bawah titik didih, sembarang materi berbentuk cairan akan menguap sampai kondensasi gas di atasnya mencapai kesetimbangan. Pada titik ini, gas akan terkondensasi dengan laju yang sama dengan laju penguapan cairannya. Jdi, cairan tidak dapat terus ada jika cairan yang menguap dihilangkan secara kontinu. Cairan pada titik didihnya akan menguap lebih cepat
daripada kondensasi gasnya pada tekanan yang berlaku. Cairan pada atau di atas titik didihnya normalnya akan mendidih, meskipun pemanasan super dapat mencegah hal ini dalam situasi tertentu.
Pada suhu di bawah titik bekunya, cairan akan cenderung mengkristal, berubah bentuk menjadi padat. Tidak seperti transisi menjadi gas, tidak ada kesetimbangan pada transisi ini di bawah tekanan konstan, sehingga cairan akhirnya akan benar-benar mengkristal, kecuali terjadi pendinginan super. Perlu dicatat bahwa hal ini hanya benar di bawah tekanan konstan, jadi, seumpama air dan
es yang berada di dalam wadah kuat yang tertutup rapat dapat mencapai kesetimbangan pada kedua fase yang terdapat bersamaan. Untuk transisi sebaliknya dari padat ke cair, lihat pencairan.
Diagram fase menjelaskan alasan cairan tidak terdapat dalam ruang angkasa atau media vakum lainnya. Oleh karena tekanannya nol (kecuali pada permukaan atau bagian dalam planet dan bulan), air dan cairan lainnya yang terpapar ruang akan segera mendidih atau membeku bergantung pada suhunya. Di daerah ruang angkasa di dekat bumi, air akan membeku jika tidak
terkena sinar matahari langsung dan menguap (menyublim) segera setelah terkena sinar matahari. Jika air berada sebagai es di bulan, ia hanya ada di lubang-lubang bayangan dimana matahari tidak pernah bersinar dan di tempat-tempat yang dikelilingi bebatuan yang tidak cukup untuk memanaskannya. Di beberapa titik di dekat orbit Saturnus, sinar matahari terlalu lemah untuk menyublimkan es menjadi uap air. Ini terbukti dari panjangnya umur es yang membentuk cincin Saturnus.
Cairan dapat menunjukkan ketakcampuran. Campuran dua cairan yang tak saling campur, yang cukup akrab dalam keseharian kita, adalah minyak dan air pada sup atau makanan berkuah lainnya. Sementara kita juga cukup akrab dengan campuran dua cairan yang saling campur seperti air dan alkohol. Komponen cairan dalam campuran dapat dipisahkan satu sama lain melalui distilasi fraksional.
Dalam cairan, atom-atom tidak membentuk kisi kristal maupun menunjukkan bentuk orde jangkau jauh. Hal ini dibuktikan dengan tidak adanya puncak Bragg pada difraksi sinar-X maupun neutron. Di bawah kondisi normal, pola difraksi memiliki simetri sirkular, menunjukkan isotropi cairan. Pada arah radial, intensitas difraksi berosilasi dengan lancar. Ini biasanya dijelaskan sebagai faktor struktur statis S (q), dengan bilangan gelombang
q = (4  ) s i n  displaystyle q=left (frac 4pi lambda right) sin theta
pada panjang gelombang  dari kuar (probe) (foton atau neutron) dan sudut Bragg . Osilasi S (q) menyatakan orde dekat cairan, yaitu korelasi antara atom dan beberapa kelopak dari tetangga terdekat, kedua terdekat,...
Penjelasan korelasi ini yang lebih intuitif diberikan oleh fungsi distribusi radial g (r), yang berdasarkan pada transformasi Fourier S (q). Ia menyajikan rata-rata spasial korelasi pasangan dalam cairan.
Persamaan di atas tentang kecepatan suara c = K/ displaystyle c=sqrt K/rho  mengandung modulus kompresi K. Jika K tidak tergantung frekuensi maka cairan berperilaku seperti media linier, sehingga suara merambat tanpa disipasi dan tanpa penggandengan mode. Pada kenyataannya, cairan menunjukkan beberapa dispersi: dengan kenaikan frekuensi, K berpindah silang dari
frekuensi rendah, (batas cairan, K 0 displaystyle K_0) ke frekuensi tinggi (batas padat, K  displaystyle K_infty ). Dalam cairan normal, sebagian besar pelintasan ini terjadi pada frekuensi antara GHz dan THz., kadang-kadang disebut hipersonik.