background image

MECHANIKA   PŁYNÓW 

POJĘCIA  

PODSTAWOWE

background image

PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI PŁYNÓW

 TJ. CIECZY I GAZÓW

• Zakłada się płyn jest 

ośrodkiem ciągłym

, tzn. zaniedbuje się jego 

budowę cząsteczkową (atomową, ziarnistą).    

PARAMETRY PŁYNU

• gęstość 

ρ 

;

• ciężar właściwy 

γ 

• współczynniki transportu opisujące transport 

masy

pędu

 i 

energii

  w wyniku chaotycznego ruchu molekuł: współczynnik 

dyfuzji 

D

, dynamiczny 

μ

 i kinematyczny 

ν

 współczynnik lepkości, 

współczynnik przewodnictwa cieplnego 

λ 

• ciepło właściwe pod stałym ciśnieniem 

c

p

 i w stałej objętości 

c

v

 

oraz wykładnik adiabaty 

к

 zależne od struktury molekuł, przy 

czym dla cieczy –  c

p

 = c

v

;

 

• ciśnienie 

p

, prędkość 

v

, temperatura 

– opisujące stan płynu w 

punkcie 

background image

GĘSTOŚĆ PŁYNU

• We wnętrzu masy płynu, znajdującej się w spoczynku bądź 

ruchu w polu przyspieszenia ziemskiego 

g

, wyodrębniamy –  za 

pomocą abstrakcyjnej powierzchni zamkniętej o polu 

A

  -  jej 

część o objętości 

V

 i masie 

m

• Dla potrzeb dalszych rozważań odnotujemy, że na masę płynu 

zawartą w objętości 

V

 ograniczonej powierzchnią 

A

  działa 

siła 

objętościowa

 będąca jej  ciężarem  

G

 = 

m·g

 oraz zewnętrzne 

siły 

powierzchniowe

 ze strony płynu otaczającego powierzchnie 

A

.  

• Powierzchni 

można nadać 

dowolny

 kształt

 

.

     Jeśli jest to np. pobocznica walca, to płyn 
     o objętości 

V

 będzie zawarty 

     w 

zbiorniku cylindrycznym

. Przykład 

układu

 

     

zamkniętego

 w termodynamice.

V

A

V

A

G

background image

GĘSTOŚĆ PŁYNU

• Dobierając odpowiedni stosunek średnicy do wysokości zbiornika i zakładając, że przez część powierzchni 

S

, reprezentowaną przez powierzchnie:  

S

1

  i   

S

2

 

, możliwy jest przepływ płynu, dostaje się 

przewód

 bądź 

kanał

 o kołowym przekroju poprzecznym, tj. 

rurę okrągłą

, której ścianką, 

nieprzenikliwą  dla płynu, jest powierzchnia 

S

3

 (w danym przypadku powierzchnia abstrakcyjna). Przykład 

układu otwartego

 w termodynamice.

• Jeśli rozkład masy m wewnątrz objętości V jest
       równomierny, to gęstość (zwana także masą 
       właściwą) definiuje się następująco:

• Jest to więc 

wielkość skalarna

. W tym przypadku, gęstość płynu jest taka sama we wszystkich punktach objętości V. 

Skalarne bądź skalarowe pole 

gęstości

 

      

jest więc polem jednorodnym

.

S

1

V

V

S

3

S

3

S

2

S

2

S

1





3

m

kg

V

m

background image

GĘSTOŚĆ PŁYNU 

• Jeśli rozkład masy jest 

nierównomierny

, to gęstość płynu, 

      traktowanego jako ośrodek ciągły, jest granicą ilorazu 
      różnicowego będącego stosunkiem elementarnej
      masy Δm do zawierającej ją objętości elementarnej 

ΔV

, tj.: 

• W danym przypadku ma się do czynienia z polem skalarnym 

gęstości, które jest polem 

niejednorodnym

. Linie bądź 

powierzchnie ekwiskalarne, na których 

ρ=const

, noszą nazwę 

linii 

izopiknicznych

• Gęstość płynu

 jest to więc jego masa przypadająca na jednostkę 

objętości w danym punkcie objętości 

V

 i w danej chwili 

t

• Pole skalarne gęstości płynu jako ośrodka ciągłego opisuje 

ciągły

 

rozkład tego płynu w objętości V, tzn. że gęstość 

ρ

  jest 

ciągłą 

funkcją

 punktu P, będącego dowolnym punktem w objętości V,  i 

czasu t, a więc 

ρ =  ρ(P, t)

V

A

V

A

G





3

0

lim

m

kg

V

m

V

background image

GĘSTOŚĆ I CIĘŻAR WŁAŚCIWY PŁYNU

Podobnie, tj. dla jednorodnego i niejednorodnego rozkładu 

masy 

m

  w 

zajmowanej przez nią objętości 

V

, definiuje się ciężar 

właściwy płynu 

γ

:

W ogólności:   

ρ = ρ(T, p)

   oraz    

γ =  γ(T, p)

.   Ciecz  

można jednak często  

traktować jako 

płyn nieściśliwy

 (

ρ = const

). Jeśli g=const, 

to wtedy i  

γ =const

.

Uwaga

: ciężar właściwy 

γ 

 -  w odróżnieniu od gęstości 

ρ  

-

 

 

zależy od siły

ciążenia, a więc w stanie nieważkości  

γ = 0

.

Jeśli gaz można potraktować jako doskonały, to jego 

gęstość 

ρ 

można obliczyć 

równania stanu

 znanego w termodynamice pod nazwą 

równania Clapeyrona

.





3

m

N

g

V

m

g

V

G





3

0

0

lim

lim

m

N

g

V

m

g

V

G

V

V

background image

ZADANIA

• ZADANIE 1

• Obliczyć ciężar benzyny 

G

 o gęstości 

ρ 

= 740 kg/m

3

, która 

całkowicie wypełnia zbiornik o objętości  

V

 = 10 m

3

Przyjąć g = 9,81 m/s

2

.

Rozwiązanie

• DANE:                           SZUKANE: 

• ρ 

= 740 kg/m

3                          

G = ? = 

72,6

 

kN

• V

 = 10 m

3

• g

 = 9,81 m/s

2

• G

 = 

γ ·V = ρ · g · V = 

740 · 9,81 · 10 = 72594 N = 72,6 kN

background image

ZADANIA

• ZADANIE  2

• Wyznaczyć gęstość 

ρ

1

  

gazu doskonałego w temperaturze 

T

= 420 

K i pod ciśnieniem 

p

 

= 0,101 MPa, jeżeli jego gęstość pod tym 

samym ciśnieniem i w temperaturze 

T

=273 K  wynosi 

ρ

= 1,47 

kg/m

3

Rozwiązanie

• DANE:                           SZUKANE: 

• T

1

 

= 420 K

                                 

ρ

1

 = ? = 

0,9555 kg/m

3

 

•  p 

 

= 0,101 MPa

• T

= 273 K

•  ρ

= 1,47 kg/m

3

• Z równania Clapeyrona 

p

 = 

 

ρ · R · T  

wynika    

ρ · T = const.

, jako 

że p =const.

  

background image

ZADANIA

• Ciśnienie p podano w zadaniu tylko po to, aby móc 

orzec, czy gaz można traktować jako doskonały.

• Skoro

 ρ · T = const.

, to 

ρ

1

 · T

1

 = ρ

2

 · T

2

  i ostatecznie:

ρ

 = ρ

2

 · T

2

/T

1

  =  

1,47 ·

 

 

273/420  =  0,9555 kg/m

3

 

• ZADANIE 3

• Powietrze o temperaturze 

T

 = 303 K znajduje się 

pod ciśnieniem absolutnym 

p

 =2 MPa w zbiorniku o 

objętości 

V

 = 20 m

3

. Obliczyć masę powietrza 

m

Przyjąć, że jego indywidualna stała gazowa wynosi 

R

 

= 287 J/(kg ·K). 

background image

ZADANIA

Rozwiązanie

• DANE:                                       SZUKANE:

• T

 = 303 K                                 

m = ? 

= 460 kg

 

• p

 =2 MPa = 2 

· 

10

Pa

• V

 = 20 m

3

• R

 = 287 J/(kg ·K)

• Ciśnienie p nie jest wygórowane, a więc gaz można 

potraktować jako gaz doskonały i stosować równanie 

Clapeyrona: 

p · V

 = 

 

m · R · T

      czyli      

m

 = 

p · V

 

/(R · T)

• Po podstawieniu danych dostaje się wskazany powyżej wynik.  

background image

ŚCIŚLIWOŚĆ PŁYNÓW

• Jedyne możliwe odkształcenie płynu pozostającego w 

spoczynku, to 

zmiana

 

objętości

 pod wpływem sił 

zewnętrznych (ciśnienia) bądź pod wpływem wymiany 
energii z otoczeniem na sposób ciepła (

ogrzewania

 bądź 

chłodzenia

).

• W pierwszym przypadku ma się do czynienia ze 

ściśliwością

 

płynu, tj. jego podatnością na zmianę objętości w stałej 
temperaturze pod wpływem ciśnienia.  Miarą ściśliwości 
płynu jest 

izotermiczny współczynnik

 (

moduł

ściśliwości:

• Dla

 

  skończonych zmian objętości 

ΔV

 pod wpływem 

skończonych zmian ciśnienia 

Δp 

:  

dp

dV

V

dp

V

dV

B

1

/





Pa

p

p

V

V

V

p

V

V

B

1

1

1

1

2

1

2

1

1

background image

ŚCIŚLIWOŚĆ PŁYNÓW

• Z równania definicyjnego współczynnika ściśliwości wynika, że

V

2

 = V

1

 [ 1  –  B · (p

2

 – p

1

)]    

(*)

• Jeśli  gęstość  płynu  znajdującego  się  pod  ciśnieniem  

p

1

   

wynosi  

ρ

1

,  a po 

izotermicznej

 zmianie ciśnienia do wartości

  p

2

  

wynosi

  ρ

2

,  to przy 

m

 = const.:

m

 = 

ρ

1

 ·V

1

 

=

 ρ

2

 ·V

2

  

czyli

  ρ

2

 = ρ

1

 ·V

1

/V

2

,  a uwzględniając zależność 

(*) jest:

• Uwaga

: Nagłe zmiany ciśnienia (przemiana adiabatyczna) 

wywołują zmiany temperatury (brak możliwości wymiany ciepła).

)

(

1

1

1

2

1

2

p

p

B

background image

ŚCIŚLIWOŚĆ PŁYNÓW

• Miano współczynnika ściśliwości [B] = Pa

-1

. Z tego też względu 

częściej używa się jego odwrotności 

E = 1/B [Pa]

. Jest to 

moduł 

sprężystości

, wielkość znana z  wytrzymałości materiałów. 

• Ciecze

 – w odróżnieniu od gazów - można w wielu przypadkach 

uważać za 

płyny nieściśliwe

• Gazy

 to 

płyny ściśliwe

, które  – w znacznym zakresie temperatury i 

ciśnienia – można traktować jako 

gazy doskonałe

 i obliczać ich 

parametry na podstawie 

termicznego równania stanu

, znanego pod 

nazwą 

równania Clapeyrona

• Współczynnik ściśliwości gazów zależy od sposobu ich sprężania, tj. 

rodzaju ich przemiany termodynamicznej. Tytułem przykładu 
rozważmy najogólniejszy przypadek, tj. sprężanie gazu w 

przemianie politropowej

.   

background image

ŚCIŚLIWOŚĆ PŁYNÓW

• Jest to przemiana termodynamiczna, w której związek między 

ciśnieniem absolutnym 

p

 i objętością 

V

 ma postać 

p·V

= const

,  

gdzie stały wykładnik 

n

 nazywa się 

wykładnikiem politropy

.  

Obliczymy współczynnik ściśliwości B. 

• W tym celu bierzemy różniczkę obu stron równania politropy, tj.:   

d(p·V

n

)

 

= d(const)

• Różniczkę lewej strony oblicza się podobnie jak różniczkę 

iloczynu funkcji, a różniczka funkcji stałej jest równa zeru. Stąd:

V

n

 

· dp + n · p · V

n-1 

· dV = 0

• Z równania tego wynika, że   

dV/dp = -

 

n · p/· V 

• Przywołamy teraz definicję 

współczynnika ściśliwości

 B:

     

background image

ŚCIŚLIWOŚĆ PŁYNÓW

• Mamy więc:

• Uwzględniając wcześniej otrzymane wyrażenie na pochodną 

dV/dp, ostatecznie dostaje się:

B = 1/(n·p)

• WNIOSEK: 

gaz jest tym mniej ściśliwy, im znajduje się pod 

wyższym ciśnieniem p.  Sprężanie gazu o tę samą wartość 

Δp = p

- p

1

 wymaga 

 

tym większego nakładu pracy, im  odbywa się ono w 

obszarze wyższych ciśnień. 

• Jeśli 

n = κ

,  to przemiana politropowa jest przemianą 

adiabatyczną. Wykładnik  

κ = c

p

/c

v

, który zależy tylko budowy 

cząsteczki danego gazu,

 

określa się wtedy mianem 

wykładnika 

adiabaty. 

Wówczas

 

współczynnik ściśliwości 

B = 1/(κ ·p).  

dp

dV

V

dp

V

dV

B

1

/

background image

ŚCIŚLIWOŚĆ PŁYNÓW

• Jeśli 

n = 1

,  to przemiana politropowa jest przemianą 

izotermiczną

. w której związek między ciśnieniem absolutnym 

p

 i 

objętością 

V

 ma postać 

p·V

 

= const (prawo Boyle’a-Mariotte’a). 

Wówczas

 

współczynnik ściśliwości:

 

B = 1/p

• WNIOSEK

:

  

Współczynnik ściśliwości  

B

  jest  największy  w  

izotermicznej przemianie  gazu  doskonałego. Pozostaje słuszny 
poprzedni wniosek, że  gaz jest tym mniej ściśliwy, im znajduje się 
pod wyższym ciśnieniem p.  

• WNIOSEK

:   Skoro  współczynnik  ściśliwości   

B

   jest  największy 

 w  izotermicznej przemianie  gazu  doskonałego, to 

sprężarka 

izotermiczna jest sprężarką doskonałą

 o największej sprawności w 

porównaniu ze wszystkimi sprężarkami rzeczywistymi, albowiem 
takie sprężanie gazów wymaga najmniejszego wkładu pracy.

background image

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA 

PŁYNÓW

• Przemiana izotermiczna jest w praktyce 

porównawczą 

przemianą termodynamiczną

, tj. najbardziej ekonomiczną, 

ale zarazem trudną do realizacji, jako że wymaga 

doskonałego chłodzenia

 gazu w celu utrzymania jego stałej 

temperatury (

T = const

).  

• Miarą rozszerzalności cieplnej płynów jest  

współczynnik  

rozszerzalności objętościowej

   

α

   dany  wzorem:

• Dla

 

  skończonych zmian objętości  

ΔV

  pod wpływem  

skończonych  zmian temperatury  

ΔT 

:  





K

dT

dV

V

dT

V

dV

1

1

/





K

T

T

V

V

V

1

1

1

2

1

2

1

background image

ROZSZERZALNOŚĆ CIEPLNA 

PŁYNÓW

• Z równania definicyjnego współczynnika rozszerzalności 

objętościowej  

α

 wynika, że

V

2

 = V

1

 [ 1  + α  · (T

2

 – T

1

)]    

(*)

• Jeśli  gęstość  płynu  o temperaturze 

T

1

  wynosi  

ρ

1

,  a w 

temperaturze 

T

2

  

jest równa

 ρ

2

,  to przy 

m

 = const.:

m

 = 

ρ

1

 ·V

1

 

=

 ρ

2

 ·V

2

  

czyli

  ρ

2

 = ρ

1

 ·V

1

/V

2

,  a uwzględniając 

zależność (*) jest:

• Gęstość płynów

 

ρ 

 

jest

 więc 

malejącą funkcją temperatury

 

T

Anomalia – o ważnej wymowie praktycznej – występuje np. w 
przypadku wody  w zakresie od 0

0

C do 4

0

C. 

)

(

1

1

1

2

1

2

T

background image

ZADANIE

• ZADANIE 4

• Zbiornik ciśnieniowy wypełniono całkowicie wodą i hermetycznie 

zamknięto. Jeśli założyć, że można pominąć odkształcalność 
termiczną i sprężystą zbiornika, tj. przyjąć 

V = const

, obliczyć 

przyrost ciśnienia 

Δp

 spowodowany podgrzaniem wody o 

ΔT = 30 

K

. Przyjąć, że współczynnik rozszerzalności objętościowej

 α = 

18·10

-5

 K

-1

 

,

 

a średni współczynnik ściśliwości

 B = 4,7 ·10

-4

  

m

2

/MN

-1

• DANE:                                                                     SZUKANE:

• ΔT = 30 K                                                                Δp = ? = 11,5 

MPa

• α = 18·10

-5

 K

-1

• B = 4,7 ·10

-4

  m

2

/MN

-1 

=4,7 · 10

-10

  m

2

/N

-1

• Uwaga: Dane wyrażamy w spójnym układzie jednostek SI. 

background image

ZADANIE

• Przyrost objętości wody, który nastąpiłby, gdyby zbiornik był 

odkształcalny termicznie, obliczymy przekształcając wzór 

determinujący współczynnik rozszerzalności objętościowej 

α 

:

•  

• Po prostym przekształceniu dostaje się 

ΔV = α  · V

1

 · ΔT

.

  

Jednak 

ta zmiana objętości

  wody 

nie dokonała się, co spowodowało 

poszukiwany wzrost ciśnienia 

Δp

 w zbiorniku, który obliczymy 

przekształcając wzór determinujący współczynnik ściśliwości 

• We wzorze tym należy jednak uwzględnić, że 

wzrost ciśnienia

  

Δp

 

 

wywołuje zmniejszenie objętości wody, które jest równe co do 

wartości bezwzględnej wzrostowi jej objętości w wyniku 

podgrzania o

 

ΔT

.

 

1

2

1

2

1

1

2

1

2

1

;

;

1

1

T

T

T

V

V

V

T

V

V

T

T

V

V

V

1

2

1

2

1

1

2

1

2

1

;

;

1

1

p

p

p

V

V

V

p

V

V

p

p

V

V

V

B

background image

ZADANIE

• Z rozumowania tego wynika, że: objętość końcowa 

V

2

 wody w 

procesie jej ogrzewania jest objętością początkową 

V

1

 w procesie 

zmniejszania jej objętości w wyniku postępującego wzrostu  
ciśnienia, a objętość początkowa V

1

 wody w procesie jej 

ogrzewania jest objętością końcową V

2

  po wzroście ciśnienia o 

Δp

W ten sposób tłumaczy się  fakt, że objętość zbiornika 

V = const

.

• Aczkolwiek z przytoczonego ostatnio wzoru, określającego 

współczynnik ściśliwości 

B

, wynika, że 

ΔV = - B  · V

1

 · Δp

,  to  –  z  

uwagi  na  powyższe wyjaśnienie  –  należy

 

przyjąć,  że   

ΔV =  B  · 

V

1

 · Δp

• W związku z tym, że 

przyrost objętości wody z tytułu 

rozszerzalności cieplnej ma być równy – co do wartości 
bezwzględnej - ubytkowi  jej  objętości z tytułu wzrostu ciśnienia

dostaje się:

α  · V

1

 · ΔT =  B  · V

1

 · Δp      czyli     Δp =  ΔT · α /B 

background image

ZADANIE

• Dopiero teraz podstawiamy dane liczbowe i otrzymujemy, że 

poszukiwany przyrost ciśnienia 

Δp = 11,5 MPa. 

Otrzymany wynik 

wpisujemy w pozycji SZUKANE.

• ZADANIE DOMOWE D.1

 

• Jaką objętość wody

 

ΔV

 

można wpomować

  

do autoklawu o objętości 

V=0,5 m

3

,

  

aby przyrost cisnienia nie przekroczył wartości

 

Δp= 1,0 

MPa 

? Przyjąć, że moduł ściśliwości wody 

B = 8

 

·10

-4 

m

2

/MN

-1

.

• ZADANIE DOMOWE D.2

• Gęstość cieczy w temperaturze 

T

1

= 293 K

 i pod ciśnieniem 

p

1

= 0,1 

MPa

 wynosi 

ρ

1

=800 kg/m

3

.  Jaka będzie gęstość cieczy 

ρ

2

 

temperaturze

 T

= 313 K 

i pod  ciśnieniem  

p

2

 = 0,3 MPa 

? Przyjąć:

 α 

= 0,9 ·10

-3 

K

-1

 

i

 B = 8

 

·10

-4 

m

2

/MN

-1

.

• Uwaga:

 ciecz została poddana zarówno ogrzewaniu (T

2

 > T

1

),  jak i  

sprężaniu (p

2

 > p

1

). Z uwagi na stosunkowo niewielkie zmiany 

gęstości 

ρ

, wymienione zjawiska można potraktować jako niezależne, 

zachodzące jedno po drugim.  

background image

SIŁOWNIK HYDRAULICZNY

• ZADANIE 5

• Siłownik  hydrauliczny

, zwany także cylindrem 

hydraulicznym lub silnikiem hydrostatycznym, o średnicy 
tłoka 

D = 80 mm

 i   skoku  

s = 500 mm

 całkowicie 

wypełniono olejem o współczynniku ściśliwości 

B = 56

 

·10

-5

 m

2

/MN

. Obliczyć przesunięcie 

Δs

 tłoka, jeżeli 

tłoczysko poddamy działaniu siły 

P = 30kN

• W danym przypadku, organem roboczym jest tłok 

umieszczony w korpusie cylindrycznym i wykonujący ruch 
posuwisty. 

• Do domu: 

Zasada działania siłowników hydraulicznych 

(jedno- i dwustronnego działania). Przykłady zastosowań.

background image

SIŁOWNIK HYDRAULICZNY

• DANE:                                                                

SZUKANE:

• D = 80 mm = 0, 08 m                                   Δs = ? 

= 1,68 mm

• s  = 500 mm = 0,5 m
• B = 56

 

·10

-5

 m

2

/MN = 56 ·10

-11

 m

2

/N 

• P = 30 kN = 3 ·10

4

 N

 

 

background image

SIŁOWNIK HYDRAULICZNY

ROZWIĄZANIE

• Odwołujemy się do definicji 

współczynnika 

ściśliwości

• W danym przypadku: 

 

1

2

1

2

1

1

2

1

2

1

,

;

1

1

p

p

p

V

V

V

p

V

V

p

p

V

V

V

B

2

2

2

2

2

1

4

;

4

);

(

4

;

4

D

P

p

s

D

V

s

s

D

V

s

D

V

background image

SIŁOWNIK HYDRAULICZNY

• Podstawiamy te wyrażenia do wzoru określającego 

współczynnik ściśliwości: 

• Podstawiamy 

dane liczbowe

 i otrzymujemy:  

2

2

4

4

D

s

P

B

s

s

P

s

D

B

3

4

7

2

4

11

10

67

,

1

10

64

14

,

3

10

336

)

08

,

0

(

14

,

3

5

,

0

10

3

10

56

4

s

 

background image

LEEPKOŚĆ DYNAMICZNA I 

KINEMATYCZNA

• ZADANIE 6

• Współczynnik  lepkości  kinematycznej nafty   

ν = 7,6 

·10

-6

 m

2

/s

,  a  jej  gęstość 

ρ = 786 kg/m

3

. Określić jej 

lepkość dynamiczną

 

 

μ

• DANE:                                                                SZUKANE:

• ν = 7,6 ·10

-6

 m

2

/s                                             μ  = ? = 

5,97 Pa ·s

• ρ = 786 kg/m

3

ROZWIĄZANIE

• Z definicji lepkości kinematycznej 

ν

 :

μ

  = 

ν · ρ = 7,6 ·10

-6 

·786 = 5,97 ·10

-3

 Pa ·s

background image

LEPKOŚĆ CIECZY

• Zadanie 7

• Współczynnik   lepkości   kinematycznej  cieczy  w 

temperaturze 

T

2

 = 313 K 

 wynosi 

 ν

2

 =

 

6,2

 

·10

-6

 m

2

/s. 

Natomiast gęstość tej cieczy w temperaturze

 T

1

 =

 

283 K

 

 

jest równa

  ρ

1

 = 920 kg/m

3

.   Jeśli współczynnik 

rozszerzalności objętościowej 

α = 16

 

·10

-5 

K

-1

, to ile

 

wynosi lepkość dynamiczna

 

 

μ

2

  

cieczy w temperaturze

 T

2

.

 

• DANE:                                                                SZUKANE:

• T

2

 = 313 K                                                  μ  = ? = 5,673 

·10

-3

 Pa ·s

• ν

2

 =

 

6,2

 

·10

-6

 m

2

/s 

• T

1

 =

 

283 K 

• ρ

1

 = 920 kg/m

3

• α = 16

 

·10

-5 

K

-1

background image

LEPKOŚĆ CIECZY

• ROZWIĄZANIE

• Z definicji lepkości kinematycznej - 

μ

= ν

· ρ

2

• Z warunku

 m = const 

i definicji gęstości

  ρ = m/V 

ρ

· V

1

 = ρ

· V

2

• Oznacza to, że

 

• W celu wyznaczenia stosunku objętości

 V

1

/V

2

 

odwołamy się do definicji współczynnika 
rozszerzalności objętościowej:

2

1

1

2

2

2

2

V

V

)

(

1

1

)

(

1

1

1

2

2

1

1

2

1

2

1

2

1

2

1

T

T

V

V

T

T

V

V

T

T

V

V

V

background image

LEPKOŚĆ CIECZY

• Ostatecznie, dostaje się:

• Podstawiamy 

dane liczbowe

 i otrzymujemy:

• Uwaga

: jeśli nie wie się, w jakich jednostkach w 

układzie SI wyraża się dana wielkość, to 
konieczne jest wykonanie działań na mianach. W 
danym przypadku wiadomo, że 

jednostką lepkości 

dynamicznej

 jest [Pa ·s] = [N ·s/m

2

]. 

)

(

1

1

2

1

2

2

1

1

2

2

2

2

T

T

V

V

3

5

6

2

10

673

,

5

0048

,

1

0057

,

0

)

283

313

(

10

16

1

920

10

2

,

6

background image

PRACA DOMOWA

• ZADANIE DOMOWE D.3

• Współczynnik   lepkości  dynamicznej  wody   w 

temperaturze  

T

2

= 323 K

   wynosi    

μ

2

 = 0,546 

·10

-3

 Pa ·s

,  a  jej  gęstość  w temperaturze  

T

1

277 K

   jest  równa   

ρ

1

=800 kg/m

3

.  Wiedząc, że   

współczynnik   rozszerzalności   objętościowej  
wody  wynosi  

α = 18 ·10

-5 

K

-1

,  obliczyć jej  

lepkość kinematyczną 

 ν

2

  

w temperaturze

 T

2

.

• Uwaga: wzorować się na rozwiązaniu zadania 7.

background image

ZAPROSZENIE

ZAPRASZAM 

NA 

NASTĘPNE ĆWICZENIA


Document Outline