Закон Пуазейля.

Рассмотрим движение жидкости по трубопроводу с постоянным круглым сечением (рис.13).

рис.13

- радиус трубы

Скорость движения жидкости в трубопроводе постоянного сечения пропорциональна градиенту давления, квадрату радиуса трубы и обратно пропорциональна вязкости жидкости.

Получим объём жидкости, протекающей по такому трубопроводу.

Объем жидкости, протекающей по трубопроводу круглого сечения пропорционален четвертой степени радиуса этого трубопровода.

Рассмотрим движение жидкости по трубопроводу с непостоянным сечением (рис.14).

Уравнение неразрывности струи. Так как жидкость не может выходить за боковые поверхности трубы и не сжимается, за единицу времени через сечение ипройдет одинаковый объем жидкости.

Если =1, то, т.к. сеченияивыбраны абсолютно произвольно, то можно записать:

получили уравнение неразрывности струи

рис.14

произведение площади поперечного сечения трубы на скорость движения жидкости есть величина постоянная.

Уравнение Бернулли.

Рассмотрим наклонную трубку тока с непостоянным сечением (рис.15).

Найдем изменение полной энергии, происходящие с этой системе за время .

рис.15

.

Т.к. сечения ивыбраны произвольно, то можно записать:-Уравнение Бернулли. В установившемся потоке идеальной жидкости полное давление складывающиеся из суммы – динамическое, гидравлического и статистического – есть величина постоянная.

Рассмотрим размерность, чтобы увидеть физический смысл выражения

- динамическое давление;

рgh- гидравлическое давление

- статистическое давление

Принцип аэрации почвы.

рис.16

Аэрация почвы – это процесс насыщения воздухом верхних слоев почвы.

В каком сечении скорость больше? В соответствии с уравнением неразрывности , очевидно вS₂. А где статическое давление больше?. Там где скорость меньше, то есть вS₁.

Вопросы для самоконтроля

1. В чём заключается закон Паскаля?

2. Назвать основные понятия гидродинамики.

3. Какое движение жидкости называется ламинарным?

4. Какая величина характеризует переход от ламинарного движения к турбулентному?

5. В чём заключается закон Пуазейля?

6. Для какого трубопровода получено уравнение неразрывности струи?

7. Сформулировать закон Стокса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Грабовский Р.И. Курс физики. 6-е изд. – СПБ. : Издательство «Лань», 2002.- 608 с - / Учебники для вузов. Специальная литература. Формирование научных понятий в условиях глобализации образования (монография). Монография. Саратов: Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004. 232 с.

2. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Лекция 4

КАПИЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

1.1. Свойства жидкости.

Смачивание и несмачивание.

При соприкосновении жидкости и твердого тела, необходимо учитывать как силы взаимодействия между молекулами самой жидкости, так и силы взаимодействия между молекулами жидкости и твердого тела.

рис. 17

Смачивание наблюдается в том случае, когда силы взаимодействия между молекулами жидкости и твердого тела больше, чем силы взаимодействия между молекулами самой жидкости (вода и стекло).

Q – краевой угол или угол смачивания, угол между касательной к поверхности жидкости и твердой поверхностью при смачивании меньше 90º.

рис.18

Несмачивание наблюдается в том случае, когда силы взаимодействия между молекулами самой жидкости больше чем силы взаимодействия между молекулами жидкости и твёрдого тела (парафин и вода).

Q– краевой угол или угол смачивания, больше 90º.

Смачивание и несмачивание - понятия относительные, поскольку жидкость, смачивающая одну твердую поверхность, не смачивает другую (вода смачивает стекло, но не смачивает парафин, ртуть не смачивает стекло, но смачивает чистые поверхности металлов).