28. Ламинарное и турбулентное течение жидкости

Наблюдается два течения жидкости или газа.

Ламинарное течение жидкости - течение, при котором жидкость или газ перемещается слоями без перемешивания и пульсаций

При определенных условиях в движущейся жидкости могут возникать завихрения, скорость ее частиц хаотически изменяется, линии тока претерпевают разрывы, изменяющиеся со временем.

Такое движение жидкости называется турбулентным

А нглийский ученый Рейнольдс установил, что характер течения зависит от значения безразмерной величины (число Рейнолдса):

где r плотность жидкости или газа, v - средняя по сечению трубы скорость потока, h -коэффициент вязкости жидкости, D - характерный для поперечного сечения размер (радиус при круглом сечении). При малых значениях числа Рейнольдса (Re<10³⁾ наблюдается ламинарное течение жидкости. При (Re > 2 * 10³) течение приобретает турбулентный характер.

29. Формула Пуазейля

Объем жидкости, протекающей через поперечное сечение в единицу времени при ламинарном течении зависит от вязкости жидкости, разности давлений и размеров трубки, по которой течет жидкость.

Эта зависимость была установлена французским ученым Ж. Пуазейлем, который занимался аспектами кровообращения.

Обозначим dQ- объемную скорость жидкости, эта скорость равна объему жидкости, протекающему через поперечное сечение трубки в единицу времени:

Найдем связь между линейной и объемной скоростями жидкости. Выделим в трубке небольшой объем в форме цилиндра, площадь поперечного сечения этого цилиндра равна dS, а длина равна dl, тогда объем этого цилиндра dV = dS*dl.

Длину цилиндра можно выразить через линейную скорость течения жидкости как dl = , тогда

Таким образом, объемная скорость течения жидкости по сосуду равна линейной скоростью течения жидкости умноженной на площадь поперечного сечения.

Течение вязкой жидкости по трубам представляет для медицины особый интерес, так как кровеносная система состоит в основном из цилиндрических сосудов разного диаметра.

Пуазейль устанавил связь между объемной скоростью течения жидкости, вязкостью жидкости и разностью давлений на концах трубки при ламинарном течение жидкости:

где R –внутренний радиус трубки, по которой течет жидкость, р₁ - р₂ разность давлений на концах трубки, h - вязкость жидкости, текущей по трубке.

32. Условия возникновения электрического тока

Любое упорядоченное движение заряженных частиц называется электрическим током.

Для того, чтобы возник электрический ток необходимо выполнить следующие условия:

1) Наличие свободных заряженных частиц (в проводниках - свободные электроны, в жидкостях- положительные и отрицательные ионы).

2) Наличие постоянной разности потенциалов, которая может поддерживаться источником напряжения.

Любой источник напряжения характеризуется электродвижущей силой (э.д.с.).

Э.д.с. – это работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного заряда по замкнутой цепи:

(Э.Д.С.) - положительный заряд

F_ст – неэлектростатического происхождения

Механическая, химическая (гальванические элементы и аккумуляторы) и т.д.

Количественной характеристикой электричес-кого тока служат сила тока и плотность тока.

Сила тока – это физическая величина численно равная количеству заряда, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Для постоянного тока это можно записать следующим выражением

П лотностью тока мы называем векторную величину, равную количеству заряда, протекающего в единицу времени через единицу поперечного сечения проводника: