19759

Фізичні властивості рідини

Лекция

Физика

Розділ 1. €œФізичні властивості рідини€ Гідромеханіка як наука: загальні положення історичні відомості. Рідина її основні властивості. Закон внутрішнього тертя Ньютона. 1 Гідромеханіка €œгідро€ – вода рідина; €œмеханіка€ – рух– наука яка вив

Украинкский

2013-07-17

52 KB

4 чел.

Розділ 1. “Фізичні властивості рідини”

  1.  Гідромеханіка як наука: загальні положення, історичні відомості.
  2.  Рідина, її основні властивості. Закон внутрішнього тертя Ньютона.

-1-

Гідромеханіка (“гідро” – вода, рідина; “механіка” – рух)– наука, яка вивчає закони рівноваги і руху рідини, а також взаємодію між рідиною і твердими тілами в стані спокою і відносного їх руху. Складається з двох основних розділів – гідростатики та гідродинаміки.

Гідростатика – розділ гідромеханіки, який вивчає закони рівноваги рідини, яка знаходиться під дією зовнішніх та внутрішніх сил, та умови рівноваги тіл, занурених у рідину.

Гідродинаміка – розділ гідромеханіки, який вивчає закони руху рідин та тіл в рідинах.

Гідромеханіка базується на знаннях з фізики, математики, теоретичної механіки. Є основою для вивчення суднових допоміжних механізмів, суднових дизельних установок, теорії корабля (устрій судна та рушія). Закономірності використовуються у нафтовій промисловості, гідротехніці, водопроводах, водному транспорті, атомній енергетиці тощо.

Історія розвитку умовно ділиться на 5 етапів:

І. Основоположник – Архімед (287-212рр. до н.е.) – основи вчення про рівновагу рідини.

ІІ. Епоха Відродження: Леонардо да Вінчі (1452-1519рр.) – вивчав рух води; Галілео Галілей (1564-1642рр.) – вивчав основи гідростатики; Е.Торрічеллі (1608-1647рр.) – вивчав витікання рідини через отвори; Блез Паскаль (1623-1662рр.) – розподіл тиску в рідині; Ісаак Ньютон (1642-1727) – вивчення тертя в рухомій рідині та теорії гідродинамічної подібності.

ІІІ. Формування гідромеханіки як науки – XVIII ст.: М.В. Ломоносов (1711-1765рр.) – закон збереження речовини та енергії; Л. Ейлер (1707-1783рр.) – чітке визначення поняття тиску в рідині, диференціальне рівняння рівноваги та руху нев’язкої рідини; Д. Бернуллі (1700-1782рр.) – закон руху рідини (праця “Гідродинаміка або Записи про сили і рух рідини”).

IV. XVIII-XIX ст.: практична гідравліка – А.Дарсі, І.Дюпюї, Ж.Пуазейль, Г.Гаген, А.Базен, Ф.Беланже, Дж.Стокс, О.Рейнольдс та ін. Теоретична гідромеханіка – Л.Лагранж, Л.Нав’є, А.Сен-Венан, І.С.Громек (теорія вихрового руху).

V. XIX-XXІ ст. – глибокі теоретичні розробки, різноманітні досліди – М.П.Петров, М.Є.Жуковський, М.М.Павловський, О.М.Крилов, С.О.Чаплигін тощо. Створення, розвиток та вдосконалення академій, кафедр, інститутів, що займалися гідромеханікою.

-2-

Рідина – фізичне тіло, яке має такі властивості як текучість (із-за якої займає форму посудини і не має власної) та дуже мала здатність до стискання (при зміні тиску чи температури).

Ідеальна рідина – абсолютно рухома нев’язка та нестислива рідина. Аналог – реальна вода у спокої.

Основні характеристики (властивості) рідини:

  1.  Густина: , одиниці вимірювання ; (вода ρ=103 кг/м3); т.б. це маса одного кубічного метру рідини.
  2.  Питома вага: , одиниці вимірювання ; (вода γ=9806 Н/м3); т.б. це вага (сила тяжіння) одного кубічного метру рідини.
  3.  Питомий об’єм: ,  ; (вода υ=10-3 кг/м3 ); т.б. це об’єм, який займає один кілограм рідини.
  4.  Стискання – це здатність рідини змінювати об’єм при зміні зовнішнього тиску:

коефіцієнт стискання - ; (вода βV=4,9*10-10 м2/Н);

модуль об’ємної пружності – ; (вода Eo=2,03*109 Па);

Т.б. для стиснення води на 1,5% потрібно ΔP=300атм=30МПа.

  1.  В’язкість – здатність рідини створювати опір відносному переміщенню її шарів.

Згідно з законом Ньютона для внутрішнього тертя:

Сила опору, що виникає між шарами рідини при їх відносному переміщенні (русі), залежить від коефіцієнта динамічної в’язкості, площі дотику поверхонь, градієнта швидкості.

Коефіцієнт динамічної в’язкості: ;

Кінематична в’язкість: ; [η]=1 Па*с=10 Пуаз; [ν]=1м2/с=104 Ст.

  1.  Поверхневий натяг – здатність рідини створювати поверхню завдяки внутрішній взаємодії молекул. В цьому явищі беруть участь три тіла – тверде, газ (повітря) та рідина, взаємодія між якими обумовлює змочування або незмочування твердих тіл.
  2.  Розчинність газів у рідинах. Сутність цього явища в тому, що певні гази можуть розчинюватись у досліджуваних рідинах. Це призводить до створення сумішей чи розчинів, які можуть позитивно або негативно впливати на експлуатаційні властивості рідини.
  3.  Кипіння – явище інтенсивного випаровування рідини, що супроводжується утворенням великої кількості бульбашок, при певних умовах (тиск-температура).

Кавітація – утворення бульбашок в області низького тиску, перенесення в область високого тиску та їх конденсація ударного характеру (місцеве підвищення тиску). Це негативне явище, яке нерідко виникає при експлуатації суднового обладнання (особливо відцентрових чи лопастних насосів).

Заняття №3

Лабораторна робота№1

“Визначення в’язкості рідини”

(див. Додаток)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55915. Державне управління та адміністративне право 33 KB
  Характеристика методу адміністративного права. Проблеми реформування адміністративного права. Адміністративне право є самостійною галуззю права яка характеризується надмірною мобільністю комплексним характером тернистим шляхом свого становлення.