39.Гідродинаміка.Теорема про неперервність течії.

Гідродинаміка — розділ гідромеханіки про рух нестисливих рідин під дією зовнішніх сил і механічну взаємодію між рідиною й тілами при їх відносному русі.

Рух рідин називають течією, а сукупність частинок рухомої рідини – потоком. Течію рідини називають усталеною, або стаціонарною, якщо швидкість рідини у кожній точці простору, який займає рідина, не змінюється з часом.

В гідродинаміці рівняння безперервності називають рівнянням нерозривності. Воно уособлює закон збереження маси в елементарному обсязі, тобто безперервність потоку рідини чи газу.

Для нестискувальної рідини величина в довільному перерізі однієї і тієї самої трубки повинна бути однакова:

,

Де S- площа перерізу.

Це співвідношення називається рівнянням неперервності течії. Добуток швидкості течії нестисливої рідини на площу поперечного перерізу трубки течії є величина стала для даної трубки течії. Трубка течії – це частина рідини, обмежена лініями течії. Всі частинки, що містяться всередині трубки течії, не виходять за межі трубки і жодна з частинок, що знаходяться за межами, не проникає в неї.

40.Рівняння Бернуллі та його наслідки.

Рівняння Бернуллі — рівняння гідродинаміки, яке визначає зв'язок між швидкістю течії v, тиском p та висотою h певної точки в ідеальній рідині.

p — статичний тиск; - динамічний тиск; hρg - гідростатичний тиск.

Рівняння Бернуллі можна сформулювати так: в стаціонарному потоці ідеальної нестискуваної рідини сума статичного, динамічного і гідростатичного тисків є сталою на довільному поперечному перерізі потоку.

Для трубки течії, яка розміщена горизонтально (), рівняння Бернуллі має такий вигляд:

,

де називається повним тиском.

Із рівняння Бернуллі для горизонтальної трубки течії видно, що при течії рідини в горизонтальній трубці, що має різні перерізи, швидкість рідини більша в місцях звуження трубки, а тиск більший в місцях, де площа поперечного перерізу трубки більша.

Рівняння Бернуллі є наслідком закону збереження енергії. Якщо рідина не ідеальна, то її механічна енергія розсіюється і тиск вздовж трубопроводу, яким тече така рідина, спадає.

Рівняння Бернуллі широко застосовують для розв'язання багатьох гідравлічних задач у нафтогазовій справі.

Наслідки з рівняння Бернуллі

1.Якщо потік горизонтальний, то рівняння набуває вигляду:

Звідси видно, що там, де швидкість потоку більша, тиск менший і навпаки. Зокрема в трубці змінного перерізу, коли рідина переходить з ширшої частини трубки у вужчу, збільшення швидкості супроводжується зменшенням тиску.

Ця різниця тисків визначає прискорюючи силу, що діє на одиницю площі потоку рідини.

2. Значне зниження тиску в швидких струминах рідин або газів використовують для побудови водоструминних, ртутних або масляних насосів, інжекторів, пульверизаторів тощо.

3.Трубка Піто – прилад для вимірювання швидкості потоку рідини або газу. Прилад має дві трубки – одну з отвором проти потоку і другу з отвором, паралельним потоку. Застосовуючи рівняння Бернуллі для положень частинок потоку в отворах трубок, дістанемо:

Складову називають динамічним тиском, а- статистичним.

46. Розділ фізики, в якому вивчаються будова, фізичні властивості і агрегатні стани речовини на основі їхньої мікроскопічної (молекулярної) будови, називається молекулярною фізикою. В основі молекулярної фізики лежать підтверджені теоретично і експериментально положення, що речовини складається з молекул або атомів, які перебувають у безперервному русі і взаємодіють між собою. Основні положення МКТ речовини:

· 1. Будь-які речовини мають дискретну (переривчасту) будову. Вони складаються з найдрібніших частинок молекул і атомів. Підтвердженням дискретності є прокатка, кування металу, отримання 1974 року фотографії окремих молекул і атомів, розчинність речовин тощо. Молекули - найменші частинки, які мають хімічні властивості речовини. Молекули складаються з більш простих частинок - атомів хімічних елементів. У природі є 92 хімічні елементи. Разом із штучними наразі налічується 105 елементів.

Речовину, яка побудована з атомів лише одного виду, називають елементом (водень, кисень, азот тощо). Кожен елемент має свій номер Z в таблиці Менделєєва. Число Z визначає кількість протонів у ядрах атомів і електронів, що рухаються в атомі навколо ядра.

· 2. Молекули знаходяться в стані неперервного хаотичного (невпорядкованого) руху, що називається тепловим і у загальному випадку є сукупністю поступального, обертального і коливального рухів.

Під час нагрівання речовини швидкість теплового руху і кінетична енергія його частинок збільшуються, а під час охолодження зменшуються. Ступінь нагрітості тіла характеризує його температура, яка є мірою середньої кінетичної енергії хаотичного поступального руху молекул цього тіла.

· 3. Молекули взаємодіють одна з одною із силами електромагнітної природи, причому на великих відстанях вони притягуються, а на малих - відштовхуються. Сили притягання і відштовхування між молекулами діють постійно.

Вуглецева одиниця, уніфікована атомна одиниця маси, складова маси атома ізотопу вуглецю 12 C.

В. е. була запропонована в 1959 Міжнародним союзом теоретичної і прикладної хімії (IUPAC), прийнята в 1960 Міжнародним союзом теоретичної і прикладної фізики (IUPAP) і затверджена на конгресі IUPAC в 1961. В. е. рівна (1,66043 ± 0,00031)×10 -24 р

47. Моль — одиниця кількості речовини в системі СІ. Позначається моль, Mol. Інша назва — грам-молекула.

Кількість речовини, що містить число Авогадро () структурних формульних одиниць. Формульні одиниці — реальні частки, такі як атоми, молекули, іони, радикали.

За формальним означенням моль — це кількість речовини, виражена в грамах, що чисельно дорівнює її молекулярній масі і відзначається тим, що одному молю будь-якої речовини відповідає однакова кількість молекул. А саме, 1 моль містить стільки молекул (атомів, йонів, інших структурних елементів речовини), скільки атомів у 0,012 кг вуглецю 12С, тобто дорівнює сталій Авоґадро.

Позначення «Моль» введене у 1893 році Вільгельмом Оствальдом і походить від слова «молекула».

Прості молекули, наприклад молекули більшості газів, складаються з двох-трьох атомів. А у деяких газів, таких як гелій і неон, – взагалі з одного. Однак існують і такі, які мають у своєму складі тисячі атомів, з'єднаних один з одним в складній послідовності. Часто буває, що молекули містять кілька однакових атомів. Наприклад, молекула води складається з двох атомів водню і одного – кисню.

Молекула чистого природного каучуку, з якого отримують гуму, складається приблизно з 75 000 атомів вуглецю і 100 000 атомів водню. Так що, як бачите, молекули різних речовин сильно відрізняються за своєю величиною.Так, розмір молекули води вимірюється мільярдними частками сантиметри. Молекула гуми в тисячі разів більше. Форма молекул може бути так же самій різною: одні з них згорнуті в клубочок, нагадує футбольний м'яч, а інші представляють собою довгі нитки. Практично неможливо наочно уявити собі справжні розміри молекул.

48. Температура – скалярна фізична величина, яка окреслює здатність макроскопічної системи (тіла), що знаходиться в стані термодинамічної рівноваги, до теплопередачі- фіз. величина, що характеризує ступінь нагрівання тіла – це відображення інтенсивності руху молекул. Температура характеризує ступінь нагрітості тіла. Поняття температури може бути введено на основі різних підходів: як величина, пропорційна середній кінетичній енергії частинок тіла, як розподіл частинок тіла за рівнями енергії або за швидкостями, за ступенем іонізації, за спектральною густиною випромінювання та ін. Такі температури часто називають відповідно температурами збудження, кінематичною, іонізаційною, радіаційною. Газовий термометр, прилад для виміру температури, дія якого заснована на залежності тиску або об'єму ідеального газу від температури. Найчастіше застосовують Р. т. постійного об'єму ,який є заповненим газом балоном 1 незмінного об'єму, сполучений тонкою трубкою 2 з пристроєм 3 для виміру тиску. У такому Р. т. зміна температури газу в балоні пропорційно зміні тиску. Р. т. вимірюють температури в інтервалі від ~2К до 1300 К. Градус Цельсія (°C) — одиниця виміру температури, подібна до Кельвіна. Широко використовується в побуті. За нуль за шкалою Цельсія приймалася точка плавлення льоду, а за 100 градусів — точка кипіння води при стандартному атмосферному тиску.

49. Шкала Цельсія, шкала температур, в основу якої покладено температури замерзання (0 ° С) і кипіння (100 ° С) води. Інтервал між цими двома значеннями розділений на 100 градусів. Назва шкали (по імені її винахідника Андерса Цельсія) було офіційно закріплено в 1948 р., замінивши собою колишню назву «стоградусной». Градуси Цельсія переводяться в градуси Фаренгейта допомогою множення на 1,8 і додавання 32.

Абсолю́тна температу́рна шкала́, шкала́ Ке́львіна — температурна шкала, в якій початковою точкою є абсолютний нуль, а одиницею температури — градус, що дорівнює градусові за шкалою Цельсія.

Співвідношення між Т (температурою за абсолютною шкалою) і t (температурою за шкалою Цельсія) виражається формулою:

Т = t + 273.16 °C

Одиницею температури в абсолютній температурній шкалі є Кельвін.