1p

Scharakteryzuj gaz doskonały

• Spełnia prawa: Boyle'a-Mariotte'a, Gay-Lussaca, Charlesa, równanie stany gazu doskonałego Clapeyrona.

• Składa się z cząsteczek doskonale sprężystych, będących materialnymi punktami, między którymi nie występują siły międzycząsteczkowe.

Scharakteryzuj ciecz doskonałą

• Doskonale nieściśliwa

• Pozbawiona lepkości- cząsteczki są idealnie ruchliwe, nie istnieją miedzy nim żadne siły,

• Pozbawiona sprężystości - nie stawia żadnego oporu przy rozciąganiu i rozrywaniu wzdłuż dowolnie dużych powierzchni,

• Pozbawiona rozszerzalności cieplnej-nie zmienia objętości pod wpływem zmian temperatur, posada stałą gęstość, która nie zależy od warunków zewnętrznych działających na nią.

Wyjaśnij istotę koncepcji kontinuum.

Materia składa się z pojedynczych cząstek, atomów lub jonów znajdujących się w ciągłym ruchu. Aby w pełni opisać zachowanie się dowolnej substancji powinno się opisać zachowanie wszystkich cząstek tej substancji.

Z praktycznego punktu widzenia jest to zupełnie niemożliwe, a także w zasadzie nie potrzebne, gdyż interesują nas nie ruchy cząstek materii, tylko efekty tych ruchów (temp., p, prędkość)

Efekty te wynikają z uśrednienia bardzo dużej liczby ruchów cząstek- zatem stosując ujecie makroskopowe w mechanice płynów posługujemy się koncepcją ośrodka ciągłego, czyli kontinuum, który umożliwia kreślenie właściwości makroskopowych płynu jako funkcji przestrzeni oraz czasu.

Można przyjąć ze gaz, traktowany jako ośrodek ciągły składa się nie z molekuł, ale z przylegających do siebie elementów, mających kształt kostki prostopadłościanu o objętości różniczkowej:

dV=dx*dy*dz

2p

Scharakteryzuj jednostkową siłę powierzchniową w kierunku stycznym

Miarą sił powierzchniowych jest jednostkowa siła powierzchniowa. Jednostkowa siła powierzchniowa w kierunku stycznym (naprężenie styczne) jest składową jednostkowej siły powierzchniowej.

Zdolność płynu do przenoszenia naprężeń stycznych przy przemieszczaniu się elementów płynu z rożnymi prędkościami to lepkość. Powstające przy tym siły są styczne do kierunku ruchu i noszą nazwę sił stycznych lub oporów tarcia. stosunek siły stycznej do powierzchni na której ona działa określa naprężenie styczne

Naprężenie styczne-

Omów prawo tarcia ( lepkości ) Newtona

Na każdy element równoległy do ścianek płyt ( w płynie i na którejkolwiek z tych ścian) działa siła styczna (tarcia) przeciwdziałająca odkształceniu.

Siła tarcia jest proporcjonalna do gradientu prędkości powierzchni tarcia.

Współczynnik proporcjonalności- współczynnik lepkości dynamicznej:

Zakładamy, że górna płyta jest nieruchoma, a dolna porusza się z liniową prędkością u_0.

Znak - wynika stąd, że gradient prędkości w kierunku y jest w tym przepadku ujemny- a chcemy żeby współczynnik proporcjonalności był zawsze dodatni.

Podaj definicje współczynnika lepkości dynamicznej i kinematycznej

Dynamiczny współczynnik lepkości:

Jeżeli 2 powierzchnie po 1m² każda, odległe od siebie o 1m, Pd działaniem siły 1N poruszają się z prędkością 1m/s to lepkość płynu jest równa jednostce.

Lepkość cieczy i gazów w zakresie umiarkowanych ciśnień ( do ok. 2MPa) praktycznie nie zależy od ciśnienia.

Lepkość cieczy maleje ze wzrostem temp.

Lepkość gazów rośnie ze wzrostem temp.

[Pa*s]=[N*s/m²]=[kg/m*s]

Niutonosekunda na metr kwadratowy jest podstawową jednostką lepkości dynamicznej płynu w układzie SI. Praktyczne zastosowanie maja również jednostki pochodne:

puaz -P, centipuaz-cP

1cP=0,01P=0,001Pa*s

Kinematyczny współczynnik lepkości:

[m²/s]

Współczynnik lepkości kinematycznej płynu jest stosunkiem lepkości dynamicznej płynu do jego gęstości. Oprócz podstawowej dla układu SI jednostki lepkości kinematycznej stosuje się również jednostkę zwaną stoks St

1St=0,0001 m²/

3p

Twierdzenie Bernoulliego i jego interpretacja fizyczna

W jednorodnym polu grawitacyjnym w czasie ruchu ustalonego cieczy doskonałej suma energii kinetycznej, energii potencjalnej ciśnienia i położenia dla jednostki masy płynącej strugi cieczy jest wielkością stała. Jeżeli wszystkie strugi ciecz rozpoczynają się w miejscu, gdzie ciecz płynie ruchem ustalonym, prostoliniowym, to w takim przypadku tw. Bernoulliego odnosi się do całego strumienia.

Interpretacja fizyczna równania Bernulliego- prawo zachowania energii

Energia kinetyczna:

m=1[kg] m=V*ς

Energia potencjalna ciśnienia:

E_c=p*V

Energia potencjalna płożenia:

E_p=m*g*z m=1[kg]

E_p= g*z

Zasada zachowania energii:

Suma zmian wszystkich postaci energii, w układzie zamkniętym jest równa 0- przyrost energii kinetycznej powoduje równoczesny spadek energii potencjalnej ciśnienie i położenia;

4p.

Przedstaw dyskusje ogólnego równania przepływu Eulera. Równanie Bernoulliego

-Równanie D. Bernoulliego

5p.

Wyprowadź zależności pozwalająca na obliczenie prędkości przepływu płynu rzeczywistego w zwężce pomiarowej

z₁=z₂

Moduł zwężki

-Wys. odpowiadająca ciśnieniu dynamicznemu- wys. prędkości

-Wys. odpowiadająca ciśnieniu statycznemu- wys. ciśnienia

-Wys. odpowiadająca ciśnieniu hydrostatycznemu- wys. położenia

-Siła styczna

---