Задачи

Модели жидкости

При изучении движения жидкости далеко не всегда возможно получить решение с учетом всех свойств, которыми обладает жидкость. Поэтому вместо реальной жидкости рассматривают ее модель – жидкость, лишенную каких-либо свойств, которые при условиях задачи можно считать несущественными. Такими моделями жидкости могут быть: несжимаемая жидкость; идеальная жид-кость – жидкость, лишенная вязкости; идеальный или совершенный газ – газ, в котором отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия. С достаточной степенью точности газы можно считать идеальными в тех случаях, когда рассматриваются их состояния, далекие от областей фазовых превращений. Параметры состояния газа связаны между собой уравнением Клапейрона-Менделеева. В идеальном газе вязкость отсутствует.

Контрольные вопросы

1. Чем отличаются друг от друга твердое тело, жидкость и газ?

2. Какими свойствами обладают жидкости и газы?

3. Какие жидкости могут рассматриваться при изучении их движения?

4. Перечислите основные физические характеристики жидкостей и газов и укажите, какие свойства они определяют.

5. В чем заключается отличие ньютоновских жидкостей от неньютоновских жидкостей.

6. В чем состоит отличие идеальных, реальных и аномальных жидкостей?

7. Какими параметрами определяется состояние жидкости?

8. Какими величинами характеризуются свойство капельной жидкости изменять свою плотность (объем) при изменении давления и температуры?

9. Какое свойство жидкости и газа характеризует плотность?

2.1. Нефть, имеющая удельный вес g=gr= 9×10³ н/м³ обладает при температуре t =50°C вязкостью m =5,884×10^-3 кг/м×с. Определить ее кинематическую вязкость. Ответ. n= 6,4×10^-6 м²/с.

2.2. Кинематическая вязкость нефти при температуре t= 10°C составляет 12 сантистоксов. Определить динамическую вязкость m при температуре t=20°C; плотность нефти равна r= 0,890 кг/см³.

Ответ. m =0, 01068 кг/м×с.

2.3. Зависимость динамического коэффициента вязкости от температуры может быть выражена формулой вида m=a exp b/T, где a и b – некоторые постоянные для данной жидкости величины, не зависящие от температуры. Найти эти постоянные для машинного масла, если известно, что при температуре t= +14° С m ₁ = 21 пуаза, а при температуре t= +30° С m ₂ = 6,02 пуаза. Определить также динамическую вязкость масла при температуре t= +20° C. Ответ. m= 5,68×10^-10 exp 6994/ T пуаза; m ₃=13,2 пуаза

2.4. В автоклав объемом V ₀=50 л под некоторым давлением закачано 50,5 л эфира. Определить, пренебрегая деформацией стенок автоклава, повышение давления в нем Dp, если коэффициент объемного сжатия эфира при t= +20° C b_V= 1,95×10^-9 м²/н. Ответ. Dp =51,4×10⁵ Па.

2.5. Автоклав с диаметром цилиндрической части d= 1 м и длиной l =2 м имеет днище и крышку в форме полусферы. Определить объем воды DV, который требуется дополнительно закачать в него для того, чтобы поднять давление p от 0 до 1000 ати (избыточных), считая коэффициент объемного сжатия воды b _V=4,19×10^-10 1/ Па. Увеличением объема сосуда пренебречь. Ответ. DV= 86,1 л.

2.6. Винтовой пресс Рухгольца для градуировки пружинных манометров работает на масле с коэффициентом объемного сжатия b _V=6,25×10^-5 см ²/ кгс. Определить, на сколько оборотов надо повернуть маховик винта, чтобы поднять давление на 1 ат, если начальный объем рабочей камеры пресса V ₀ =628 см ³, диаметр плунжера d =20 мм, шаг винта h= 2 мм. Стенки рабочей камеры считать недеформируемыми.

Ответ. n= 1/16 оборота.

к задаче 2.5

к задаче 2.6

Дата добавления: 2014-01-11