20. Течія реальної рідини. Види течій. В’язкість. Число рейнольдса. Формула стокса, пуазейля.

Реальна течія - течія, де присутня в’язкість.

Види течій:

Ламінарна – можемо розкласти на слої. Вона має стаціонарну шаровану структуру, при цьому вона розділяється на шари.

Турбулентна – характеризується перемішуванням шарів рідини або газу. В ній спостерігаються вихори і вона не стаціонарна, тобто швидкість часток змінюється хаотично.

В'язкість – це властивість реальних рідин чинити опір переміщенню однієї частини рідини відносно іншої.

Сила внутрішнього тертя пропорційна градієнту швидкості і площі поверхні шару, що розглядається: Градієнт швидкості   показує, як швидко змінюється швидкість при переході від шару до шару в напрямі х, перпендикулярному напряму руху шарів:

де   – коефіцієнт пропорційності, який залежить від природи і стану рідини. Його називають коефіцієнтом внутрішнього тертя або динамічною в'язкістю чи просто в'язкістю.

Число Рейнольдса( ) — характеристичне число[1] та критерій подібності у гідродинаміці, що базується на відношенні інертності руху течії флюїда до його в'язкості

, де:  , Використані позначення фізичних величин:  — густина рідини або газу.  — характеристична швидкість,  — характеристична довжина або розмір,  — динамічна в'язкість,  — кінематична в'язкість,

Закон Стокса – твердження, що сила опору F, яку зустрічає тверда кулька радіусом R при повільному рівномірному поступальному русі із швидкістю   у необмеженому в’язкому середовищі з динамічним коефіцієнтом в’язкості   (або в ламінарному потоці рідини), дорівнює

.

FD є сила тертя, що діє на межі розділу рідини і частинок (в N ),

μє показником динамічної в'язкості (N с / м 2 )

R радіус сферичної об'єкт (в м), а

vs' є швидкість осадження частинок (в м / с).

Зако́н Пуазе́йля — фізичний закон, що встановлює для ламінарної течії зв'язок між середньою швидкістю протікання рідини (або витратою) через капіляр та в'язкістю флюїду у залежності від перепаду тиску:

, Q – об’єм рідини, що пройшов через переріз труби за одиницю часу. p - різниця тисків на кінцях капіляра.

21. Основні поняття та уявлення молекулярної фізики.

Осн. Поняття:

P, V, T:

Всі тіла складаються з дуже малих часток

Атоми й молекули безперервно рухаються

Молекули різних речовин по-різному взаємодіють між собою.

22. Основне рівняння мкт. Рівняння стану ідеального газу.

Основне рівняння МКТ:

, де n — кількість частинок в одиничному об'ємі.

Рівн́яння стáну ідеáльного гáзу — формула, що встановлює залежність між тиском, молярним об'ємом і абсолютною температуроюкласичного ідеального газу. Рівняння має вигляд: , де:  — тиск,  — молярний об'єм,  — абсолютна температура,

 — універсальна газова стала.

Оскільки  , де   — кількість речовини, то рівняння можна записати у вигляді:

- Рівняння стану ідеального газу.

23. Газ у зовнішньому силовому полі. Розподіл больцмана. Барометрична формула.

.  В загальному випадку розподіл молекул по енергіям в потенціальному полі буде таким: 

Це і є закон Больцмана, який показує, що при даній температурі Т концентрація частинок n зростає їх зменшенням енергії W, тобто що частинки концентруються в місцях з меншою потенціальною енергією – тобто в місцях стійкої рівноваги. Але із збільшенням Т при сталій енергії W різниця концентрації п і по згладжується. Таким чином сили поля «намагаються вдержати» частинки по всьому об’єму. При T® 0 молекули атмосфери упали б на Землю. Існування атмосфери можливе завдяки тепловому рухові молекул. Так як p =nkT, а   і вважаючи T = const із закону Больцмана маємо:   або  це барометрична формула, з якої витікає, що тиск атмосфери із збільшенням висоти зменшується по експоненціальному закону (рис. 1). 

Закон Больцмана характеризує розподіл частинок в будь-якому силовому полі і використовується для електронів в електричному полі в металах, напівпровідниках і т.д.