1. Массовые и поверхностные силы, действующие в жидкости. Касательное и нормальное напряжение.

Силы, приложен-е к про­извольн. объему массы жидк,

подразделяются на массо­вые и поверхностные. Массов. силы

(силы инерции переносного движ. тяжести) действ. на каждый

элемент массы объема dV независимо от того, существуют ли

рядом с рассматриваемым объемом другие части жидк. Примером таких сил может служить сила тяжести, сила инерции, электромагнитные силы. Массовые силы хар-ются плотностью массовых сил (напряжением массовых сил). Если -масса элементарного объема, содержащего то4ку М(х, у,z), а -сила , действующая со стороны внешних тел на 4астицы, входящие в объем, то плотность массовых силв то4ке М(х, у,z) определяется из выражения .Плотность массовых сил-векторная вели4ина и имеет размерность ускорения:

Силы взаимодействия между частиц-и жид,

лежащ. снаружи поверх-и S и на этой поверх-и, — поверхн-е

силы.(обусловл. воздейств. соседних объемов жидк. на данный

объем). К элементу поверхн. ∆S приложена поверхн-я сила ∆Р

Так как в общем случае эта сила составл. некоторый угол с

внешней нормалью, ее раскладывают на направл-я внутр-й

нормали и касат-й Поверх-е силы характер-т напряж. давл.

(норм. напряж. сжатия) и касат. напряж. Напряж. в точке А,

лежащей на элементе поверх-и: давл. P=lim_∆s→0∆P_n/∆S, касат-е

напряж. τ = lim_∆s→0∆T/∆S Если жидк. находится в состоянии

покоя, то сила трения равна нулю (∆T= 0), поэтому напряжо-е

сост-е в любой точке покоящейся жидк. характериз. только

давлением (гидростатич. давл. p=∆P/∆S) Размерность давл. и

касат-о напряж. P и τ Н/м² = Па. Жидк. практически не

способны сопро­тив-я растяжению, а в неподвижных жидк-х не

действуют касат-е силы.

Поэтому па неподвижную жидк. из поверх­н-х cил могут

действов. только силы давл-я; причем на внешн. поверхн.

рассматр-го объема жидк. силы давл-я всегда направлены по

нормали внутрь объема жидк и, сле­довательно, являются

сжимающими. Т.о., в неподвижной жидк. возможен лишь один

вид напряж-я – напряж-е сжатия, т. е. гидростат-е дав­л.

Гидрост-е давл, дей­ствующее на свободную поверхн. (внешнее

давл), переда­ется всем точкам покоящ. жидк. без изменения, во

всех точках одной и той же горизонт-й плоск. (h = const)

гидростат-е давл. одинаково.

2. Основные физические свойства жидкостей.Единицы измерения.

Мех. хар-ки жидк-ти:

1. Плот-ть (масса жидк-ти, заключён. в ед-це объёма): =m/V.

2. Удел. вес (вес ед-цы объёма жидк-ти): =G/V [Н/м³].

Связь м/ду  и : =G/(gV)=/g.

3. Отн. плот-ть жидк-ти: =_Ж/_вод.

Осн. физ. св-ва жидк-тей:

1. Сжимаемость - св-во жидк-ти изменять свой V по действием давл-я. Хар-ся коэф-том _Р [м²/Н] объём. сжатия, кот. представл. собой отн. измен-е V, приходящееся на ед-цу давл-я:

_Р = - (dV/dp)(1/V) (*), ("-" – положит. приращ-ю давл-я соотв-ет отриц. приращ-е (уменьш-е) V). Вел-на, обратная _Р представл. собой объём. модуль упругости К. Ч/з модуль К и конеч. разности ф-лу (*) можно записать: V/V= -p/K – обобщ. з-н Гука. Для капел. жидк-тей К неск. уменьш-ся с  темп-ры и возрастает с  давл-я. К_воды =2000 МПа (при атм. давл-и).

2. Температур. расши-е хар-ся коэф-том _Т объём. расшир-я, кот. представл. собой отн. измен-е V при измен-и Т на 1⁰С и пост. давл-и: V=V₁(1+_TТ); _Т = 1/V(dV/dT).

3. Сопротивл-е растяж-ю внутри капел. жидк-тей по молекуляр. теории м.б. весьма значит. При опытах с тщат. очищенной и дегазированной водой в ней были получены кратковрем. напряж-я растяж-я до 23-28 МПа. Поэтому можно считать, что напряж-я растяж-я в капел. жидк-тях невозможны.

4. На поверх-ти раздела жидк-ти действуют силы поверхностного натяж-я, стремящиеся придать V жидк-ти сферич. форму и вызывающие нек. доп. давл-е. Для малых объёмов жидк-ти: р=2/r, где  - коэф-т поверх. натяж-я жидк-ти; r – радиус сферы. В трубках малого диаметра доп. давл-е, обусловл. поверх. натяж-ем, вызывает подъём (опускание) жидк-ти в стеклян. трубке.

5. Вязкость [Пас] представл. собой св-во жидк-ти сопротивл-ся

сдвигу (скольж-ю) её слоёв. Это св-во проявл-ся в том, что в

жидк-ти при определён. усл-ях возникают касат. напряж-я.

=(dw/dy), где

- касат. напряж-е в жидк-ти;

 - коэф-т динамич. вязк-ти жидк-ти;

dw – приращ-е скор-ти, соотв. приращ-ю

коорд-ты dy.

Вязкость капел. жидк-тей зависит от темп-ры и уменьш-ся с 

темп-ры. Вязкость зависит также от давл-я, однако эта завис-ть существенно проявл-ся лишь при отн. больших измен-ях давл-я (в неск. десятков МПа).

6. Испаряемость свойственна всем капельным жидкостям, но интенсивность испар-я неодинакова у разл. жидк-тей и зависит

от усл-й, в кот. они наход-ся. Темп-ра кипения жидк-ти при

норм. атм. давл-и – один из показателей, характеризующ.

испар-ть жидк-ти (чем  темп-ра кипения, тем  испар-ть жидкти). Чем  давл-е насыщенных паров, тем  испар-е жидк-ти.

7. Растворимость газа в жидк-тях хар-ся кол-вом растворён.

газа в ед-це объёма жидк-ти, разл. для разн. жидк-тей и измен-ся с  давл-я. Отн. объём газа, растворён. в жидк-ти до ёе полн.

насыщ-я, можно считать по з-ну Генри: V_Г/V_Ж=kp/p₀, где

V_Г – объём растворён. газа(при норм. усл-ях);

V_Ж – объём жидк-ти;

k – коэф-т растворимости; р – давл-е жидк-ти.