1.3 Задачи для самостоятельного решения

Задача 1.3.1 В емкости (рисунок 1.2) находится жидкость Ж в объеме V при температуре t₁=20 ⁰С. Сколько жидкости поступит в расширительный резервуар 2, соединенный с емкостью, если нагреть жидкость до температуры t₂ ⁰С.

Указание. Коэффициент температурного расширения для воды _t =0,00064 1/⁰С, для масла трансформаторного _t =0,0007 1/⁰С.

.
Рисунок 1.2. К задаче 1.3.1	Рисунок 1.3. К задаче 1.3.4

Задача 1.3.2. В замкнутом резервуаре находится воздух при температуре t₁=20 ⁰С и давлении p₁=1·10⁵ Па. Чему станет равным давление p₂ в резервуаре, если воздух нагреть до температуры t₂ ⁰С.

Задача 1.3.3. Гидроемкость, объем которой V, заполнена жидкостью Ж и закрыта герметически. Коэффициент температурного расширения жидкости _t , модуль упругости Е_ж. Определить повышение давления p в гидроемкости при увеличении температуры жидкости на t.

Указание. Объемными деформациями гидроемкости пренебречь.

Задача 1.3.4. Определить скорость скольжения υ прямоугольной пластины (a×b×c) по наклонной плоскости углом β = 12⁰ (рисунок 1.3), если между пластиной и плоскостью находится слой жидкости Ж (смазка). Его толщина , температура жидкости t = 20 ⁰С, плотность материала пластины _м.

Указание. При решении задачи применяют формулу Ньютона. Поскольку слой жидкости тонкий, можно считать, что скорость в нем изменяется по прямолинейному закону.

Задача 1.3.5. Определить динамическую и кинематическую вязкость воздуха при температуре t₁=25 ⁰С и давлении p₁ 0,3·10⁵ Па. Как изменится динамическая и кинематическая вязкость, если температура воздуха повысится до значения t₂, а давление p₂?

Задача 1.3.6. Определить силу прессования F, развиваемую гидравлическим прессом, у которого диаметр большего плунжера D, диаметр меньшего плунжера d. Больший плунжер расположен выше меньшего на величину Н, рабочая жидкость Ж, усилие, приложенное к рукоятке, R (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4. К задаче 1.3.6

1.4 Вопросы для самопроверки

1 В чем заключается сходство газов с капельными жидкостями, в чем их различие?

2 В чем заключается гипотеза сплошной среды?

3 Что такое плотность? Запишите формулу плотности, укажите ее размерность, и единицу СИ. Чему равна плотность воды, воздуха, ртути?

4 Что такое относительная плотность? Какая жидкость принимается в качестве стандартной при определении относительной плотности твердых тел и капельных жидкостей?

5 Как плотность капельных жидкостей и газов зависит от их температуры и давления? Приведите расчетные зависимости.

6 В чем сущность явления кавитации?

7 Что такое вязкость жидкости и в чем заключается гипотеза Ньютона?

8 Назовите единицы динамической и кинематической вязкости в системе СИ.

9 Как опытным путем и в каких единицах определяется вязкость капельных жидкостей (жидкостей, более вязких, чем вода)?

10 Какое влияние оказывает температура на вязкость капельных жидкостей и газов?

11 Что такое идеальная жидкость? В каких случаях используется эта модель жидкости?

12 Какие силы, действующие в жидкости, относятся к поверхностным, а какие - к массовым?