2. Течение вязкой жидкости по трубе. Формула Пуазейля.

Если мы подсоединим тонкую горизонтальную стеклянную трубу с впаянными в нее вертикальными манометрическими трубками при помощи резинового шланга к водопроводному крану. При небольшой скорости течения хорошо видно понижение уровня воды в манометрических трубках в направлении течения. Это, в свою очередь, указывает на наличие градиента давления вдоль оси трубки? статическое давление в жидкости уменьшается по потоку. При равномерном прямолинейном течении жидкости силы давления уравновешиваются силами вязкости.

Формула Пуазёйля — аналитическое выражение закона Пуазёйля (Хагена — Пуазёйля): При установившемся ламинарном движении вязкой несжимаемой жидкости сквозь цилиндрическую трубу круглого сечения секундный объёмный расход прямо пропорционален перепаду давления на единицу длины трубы и четвертой степени радиуса и обратно пропорционален коэффициенту вязкости жидкости.

где

• p₁ − p₂ = Δp — перепад давления на концах капилляра, Па;

• Q — секундный объёмный расход жидкости, м³/с;

• R — радиус капилляра, м;

• d — диаметр капилляра, м;

• η — коэффициент динамической вязкости, Па·с;

• — длина трубы, м.

Формула используется для определения вязкости жидкостей.

3. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

Уравнение Клапейрона — Клаузиуса — термодинамическое уравнение, относящееся к квазистатическим (равновесным) процессам перехода вещества из одной фазы в другую (испарение, плавление, сублимация, полиморфное превращение и др.). Согласно уравнению, теплота фазового перехода (например, теплота испарения, теплота плавления) при квазистатическом процессе определяется выражением

где L — удельная теплота фазового перехода, Δv — изменение удельного объёма тела при фазовом переходе.

Билет № 25

1. Импульс. Закон изменения и сохранения импульса.

И́мпульс— векторная физическая величина, характеризующая меру механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этой точки на её скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:

.

Импульс — это аддитивный интеграл движения механической системы, связанный согласно теореме Нётер с фундаментальной симметрией — однородностью пространства.

Закон сохранения импульса утверждает, что сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

Изменение импульса тела равно импульсу действующей на тело силы.

2. Закон подобия (число Рейнольдса).

Подобие двух, нескольких или множества форм и, соответственно, притяжение их друг к другу есть подобие их по роду общего истока в более высоких вибрациях, из которого они произошли.

Рейнольдса число - безразмерная величина, являющаяся одной из основных характеристик течения вязкой жидкости и равная отношению сил инерции к силам вязкости:

3. Ионное произведение.

Ионное произведение воды, произведение концентраций (точнее активностей) ионов водорода Н⁺ и ионов гидроксила OH^— в воде или в водных растворах: K_B = [Н⁺] [ОН^—].

Билет № 27

1. Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Уравнение Циолковского.

Под реактивным понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. При этом возникает т.н. реактивная сила, сообщающая телу ускорение.

Уравнение Мещерского — основное уравнение в механике тел переменной массы:

где:

• m — переменная масса тела;

• v — скорость движения тела переменной массы;

• F — внешние силы (сопротивление среды и т. п.);

• — относительная скорость отделяющихся частиц;

• — относительная скорость присоединяющихся частиц;

• — секундный расход массы;

• — секундный приход массы.

Формула Циолковского определяет скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению, при отсутствии всех других сил. Эта скорость называется характеристической.

,

где:

V — конечная (после выработки всего топлива) скорость летательного аппарата;

I — удельный импульс ракетного двигателя (отношение тяги двигателя к секундному расходу массы топлива);

M₁ — начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо).

M₂ — конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция);

2. Неньютоновские жидкости.

Неньютоновской жидкостью называют жидкость, при течении которой её вязкость зависит от градиента скорости. Обычно такие жидкости сильно неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.

3. Угол смачивания.

Угол смачивания - это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измеряется методом лежащей капли.