- •1. Давление в жидкости, способы его измерения и единицы. Гидростатическое давление и
- •6. Вязкая жидкость. Коэффициент вязкости
- •7. Движение тела в вязкой жидкости. Формула Стокса для шарика и границы ее
- •Формула Стокса — Эйнштейна
- •8. Течение в трубах. Закон Пуазейля и границы его применимости. Гидравлическое сопротивление.
- •9. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса.
- •10. Уравнение газового состояния и термодинамическая («абсолютная») температура.
- •11. I начало термодинамики. Изопроцессы в идеальном газе. Адиабатический процесс.
- •Основное уравнение молекулярной-кинетической теории
1. Давление в жидкости, способы его измерения и единицы. Гидростатическое давление и
барометрическая формула.
Давле́ние — физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы , действующей на малый элемент поверхности, к его площади:
Среднее давление по всей поверхности есть отношение силы к площади поверхности:
Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях (ньютонах на квадратный метр, или, что эквивалентно, джоулях на кубический метр)
Гидростатическое давление — Благодаря полной малоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны;
Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести.
Для идеального газа, имеющего постоянную температуру и находящегося в однородном поле тяжести (во всех точках его объёма ускорение свободного падения одинаково), барометрическая формула имеет следующий вид:
где — давление газа в слое, расположенном на высоте , — давление на нулевом уровне ( ), — молярная масса газа, — газовая постоянная, — абсолютная температура.
2. Закон Архимеда и его объяснение. Плавание тел.
Закон Архимеда формулируется следующим образом[1]: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называется силой Архимеда:
где — плотность жидкости (газа), — ускорение свободного падения, а — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности).
Плавучесть — свойство погружённого в жидкость тела оставаться в равновесии, не выходя из воды и не погружаясь дальше, то есть плавать.
3. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа и капиллярные явления. Смачивание.
Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.
формула Лапласа:
Здесь — радиусы главных кривизн в точке. Они имеют одинаковый знак, если соответствующие центры кривизны лежат по одну сторону от касательной плоскости в точке, и разный знак — если по разную сторону.
— коэффициент поверхностного натяжения
КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ - совокупность явлений, обусловленных действием межфазного поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред;
Сма́чивание — это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости.
4. Газовая эмболия. Роль альвеолярного сурфактанта.
Га́зовая эмболи́я — заболевание, возникающее вследствие прорыва стенок альвеол с капиллярами, что приводит к выносу воздушных пузырьков в кровеносное русло. Кровь приносит их в сердце, откуда они попадают в артерии большого круга кровообращения и достигают жизненно важных органов, препятствуя их нормальному кровоснабжению и повреждая стенки кровеносных сосудов.
5. Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности струи и уравнение Бернулли.
Идеа́льная жи́дкость — в гидродинамике — воображаемая (идеализированная) жидкость, в которой, в отличие от реальной жидкости, отсутствуетвязкость . В идеальной жидкости отсутствует внутреннее трение, то есть нет касательных напряжений между двумя соседними слоями.
Рассмотрим стационарный (скорость в данной точке не изменяется со временем) поток идеальной (нет внутреннего трения) несжимаемой жидкости. В этом случае выполняется закон сохранения массы. |
|
Пусть за время t через сечение трубы S1 проходит жидкость массой m1 (рис. 2.3): Тогда через сечение S2 за тоже время проходит жидкость массой m2: Так как m1=m2, то или Где сечение трубы меньше, там скорость жидкости больше, и наоборот (если S1 > S2, то v1 < v2). |
|
Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:
Здесь
— плотность жидкости,
— скорость потока,
— высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,
— давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости,
— ускорение свободного падения.