Сұйықтықтың ламинарлық және турбуленттік ағысы. Рейнолде саны (23-сұрақ)
Сұйықтықтың ағысы ламинарлық және турбуленттік деп екіге бөлінеді. Сұйықтықтың жеке қабаттары бір-біріне қарағанда параллель, яғни сұйық қабатта бірі-бірімен араласпай қозғалатын болса, онда ол ағыс ламинарлық деп аталады. Идеал сұйықтың қалыптасқан стационарлы ағысы кез-келген жылдамдықтарда ламинарлық болады.
Сұйық
бөлшектерінің жылдамдығы артып, шекті
мәнге жеткенде әр қабаттарының
бір-бірімен араласатын болса сұйықтың
ағыны турбуленттік
деп аталады. Турбуленттік ағыста әрбір
бөлшектердің жылдамдықтары ретсіз
өзгереді, яғни ағыс стационарлы емес.
Түтік бойымен сұйық ағысы кезіндегі
ағыстың бір түрінен екінші түрге көшу
шарты Рейнольдс саны деп аталатын
шамамен анықталады
,мұндағы:
–кинематикалық
тұтқырлық,
–сұйықтықтың
тығыздығы,
– орташа
ағыс жылдамдығы,
– түтік
диаметрі.
Турбуленттік ағысқа өту үшін Рейнольдс
саны
мына аралықта болуы керек
.
кезінде ағыс ламинарлық болады.
Серіппелі маятник (46-сұрақ)
Гармониялық
осциллятор деп қозғалыс заңы
теңдеу арқылы сипатталатын жүйені
айтады. Серіппелік
маятник
–
абсолют серпімді
серіппе мен оған ілінген, квазисерпімді
(
–серіппе
қатаңдығы)күш
әсерінен тербелетін массасы
жүктен
тұратын жүйе. Маятниктің қозғалыс заңы:
немесе
.
Серіппелік
маятник
заңы бойынша гармониялық тербеліс
жасайтынын көреміз. Тербелістің циклдік
жиілігі мен периоды келесі өрнектермен
анықталады:
және
.
Толық механикалық энергия. Механикадағы энергияның сақталу және түрлену заңы (10-сұрақ)
Консервативті
жүйедегі толық механикалық энергия
уақыт бойынша өзгермейді.
.
Жүйенің энергиясы бір түрден екінші түрге өтіп, жүйе бөлшектерінің арасына бөлінеді бірақ, жүйенің толық энергиясының өзгерісі барлық процесте де осы жүйеге сырттан алынған энергияға тең болады. Бұл табиғаттың іргелі заңының бірі. Бұл заң табиғатта уақыттың біртектілігінен келіп шығатын салдар болып, уақыттың бастапқы мезетіне салыстырғанда физикалық заңдардың инвариант (өзгермейтіндігін) екендігін көрсетеді.
Термодинамикалық жүйе және оның параметрлері. Кельвиннің абсолютті температура шкаласы және оның Цельсий шкаласымен байланысы. Температураның абсолют нөлі (24-сұрақ)
Термодинамикада
тепе-теңдіктегі
макроскопиялық жүйелердің жалпы
қасиеттері мен олардың бір термодинамикалық
күйден екінші күйге ауысу процестері
зерттеледі. Термодинамикалық
жүйе
деп бір-бірімен және сыртқы денелермен
зат пен энергия алмасушы дараланған
макроскопиялық денелер жүйесін айтады.
Жүйенің күйін сипаттау үшін жүйенің
термодинамикалық
параметрлері
(күй
параметрлері)
деп аталатын физикалық шамалар
енгізілген. Оларға р
–
қысым,
– көлем, Т
– температура, п
– концентрация және т.б. жатады.Қысым
р
–
дененің
бірлік бетіне нормаль бойымен әсер
ететін күшке тең шама
Өлшемі
Па
Жүйенің
температурасы
–
оның
бөлшектерінің жылулық қозғалыс
қарқынының өлшемі. Физикада бірнеше
температуралық шкала қолданылады.
Мысалы, Кельвин
(
)
және Цельсий
(
)
шкалаларындағы
температуралар өзара байланыс:
T
= t + 273,15 өрнегімен
байланысқан.
Қалыпты күйде термодинамикалық параметрлер келесі мәндерге тең болады:p=1,013· 105 Па, VM=22,4· 10-3 м3 , T=273,15K .
Диффузия (Фик заңы) (31-сұрақ)
Диффузия
деп газ, сұйықтық, қатты дене күйіндегі
екі дене өзара жанасқанда олардың
бөлшектерінің араласу
және бір-бірінің
ішіне өту құбылыстарын айтады. Егер
концентрациясы n
химиялық біртекті газ (немесе тығыздығы
)
х
осьі
бойынша өзгерсе, онда зат тасымалдау
құбылысы Фик
заңымен
сипатталады:
мұндағы:
–
уақытта
аудан арқылы тасымалдану бағытында
өтетін газ массасы;
– х
өсі бойынша тығыздық градиенті
(өзгерісі);
– диффузия коэффициенті. Газдардың
молекула-кинетикалық
теориясынан диффузия
коэффициентін
анықтауға
болады:
,
мұндағы
-
бөлшектердің
орташа арифметикалық жылдамдығы,
-
молекулалардың
еркін жүру жолының орташа ұзындығы.