Физические свойства жидкостей и газов.

Жидкости и газы обладают целым рядом физико - химических свойств, характеризующих состояние вещества при данных условиях: плотность, вязкость, поверхностное натяжение и другие. Рассмотрим представляющие интерес для гидромеханики.

Плотность. Под плотностью понимают массу жидкости, отнесённую к выделенному объёму. Различают среднюю плотность, определяемую как

и плотность в данной точке

Для среды с равномерным распределением вещества в объёме значения средней плотности и плотности в данной точке будут совпадать. В общем случае плотность является функцией четырёх независимых параметров: координат положения и времени .

Определим плотность по правилу дифференцирования сложной функции, где за основной аргумент принимается время:

Отметим что слагаемое представляет собой локальное изменение в точке. Второе слагаемое трёхчлен правой части- есть конвективная составляющая плотности и характеризует изменение плотности в пространстве.

Если параметр в точке не меняется с изменением времени, то движение считают установившимся или стационарным. Соответственно, когда движение неустановившиеся или нестационарное.

В общем случае плотность меняется от давления и температуры. По механическим свойствам движения подразделяют:

1)на несжимаемые и капиллярные -вода, масло, газы, движущиеся со скоростью на много меньше скорости звука в данной среде.

2) на сжимаемые - газы, движущиеся со скоростями, соизмеримыми со скоростью звука в данной среде.

Сжимаемость. Движение жидкости,как и движение многих твердых тел, описывается законом Гука, который связывает относительное изменение объёма с интенсивностью равномерного всестороннего сжатия. Сжимаемость капельных жидкостей оценивают с помощью коэффициента объёмного сжатия,характеризующего относительно изменение объёма при изменении давления β_v.

В отличие от капельных жидкостей газы обладают не большой упругостью и их объём в значительной степени зависит от давления и температуры. Уравнение газового состояния

отсюда плотность газа:

Вязкость. П од вязкостью понимают свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу ее слоёв. Благодаря вязкости в жидкости возникают силы внутреннего трения, препятствующие её движению. Величина, обратная вязкости, называется текучестью. Таким образом, высоковязкие жидкости являются плохо текучими и наоборот.

Поверхностное натяжение. Называется сила, действующая на свободной поверхности капиллярной жидкости, которая стремиться свести эту поверхность к наименьшей. Пов. нат. на границе раздела между двумя жидкостями называется пограничным натяжением, а на границе между твердым телом и жидкостью - адгезионным натяжением. П.Н. зависит от природы жидкости, среды, с которой граничит жидкость, и температуры.

σ- коэффициент поверхностного натяжения, н/м

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: