Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wykład 9 Płyny stany skupienia materii ciśnienie molekularna struktura materii prawo Pascala prawo Archimedesa prawo (Daniela) Bernouliego lepkość

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wykład 9 Płyny stany skupienia materii ciśnienie molekularna struktura materii prawo Pascala prawo Archimedesa prawo (Daniela) Bernouliego lepkość"— Zapis prezentacji:

1 Wykład 9 Płyny stany skupienia materii ciśnienie molekularna struktura materii prawo Pascala prawo Archimedesa prawo (Daniela) Bernouliego lepkość

2 Stany skupienia płyny – przyjmują kształt naczynia –gazy (para) – prawie swobodne cząsteczki –ciecze – cząsteczki blisko powiązane, ale nie uporządkowane, w ciągłym ruchu. ciała stałe –kryształy – daleki porządek –szkła – tylko bliski porządek dym - drobiny ciał stałych chmury, mgła – krople wody

3 Potencjał Lennarda-Jonesa fenomenologiczny opis oddziaływań cząstka – cząstka. –skończona odległość –energia wiązania –drganie wokół minimum –rozszerzalność cieplna izotropowy opis kwantowy –tylko energia kulombowska i kinetyczna –anizotropowe wiązania

4 Stany skupienia i przejścia fazowe. gazy: –pomijalnie małe oddziaływanie pomiędzy cząstkami, –istotna jedynie energia kinetyczna; ciecze: –bliskie sąsiedztwo cząstek oznacza niższą energię układu, –przy skraplaniu wydziela się energia (ciepło parowania) –przejście fazowe – konieczność uporządkowania wielu ciał; kryształy: –brak ruchu atomów (tylko lokalne drgania) –obniżona energia kinetyczna, –przy krystalizacji wydziela się energia (ciepło topnienia), –istnieje daleki porządek – krystalizacja wymaga czasu, –porządek też kosztuje, jest mniej prawdopodobny, –miarą nieporządku (prawdopodobieństwa) jest entropia.

5 Fizyka wielu ciał wielkości mikro i makroskopowe średnia wielkość i jej fluktuacja (uśrednianie po czasie i cząstkach) statystyczny rozkład (wielkości A) rozkład wielkości średniej Liczba Avogadro N A = 6.02*10 23 cząstek/mol

6 Ciśnienie W płynach siła, F, zawsze prostopadła do powierzchni (równoległa do wektora S ). Prawo Paskala: ciśnienie w płynach rozchodzi się równomiernie we wszystkich kierunkach. Ciśnienie w płynach możemy traktować jako wielkość skalarną. W ciele stałym skomplikowane związki tensorowe.

7 Prasa hydrauliczna Jednorodne ciśnienie f F S s Zasada zachowania energii?

8 Jednostki ciśnienia Paskal = Newton/metr kwadratowy Jednostki historyczne: Toricelli zdefiniował atmosferę (fizyczną) jako ciśnienie 760 mm słupa rtęci 1 atm= g/cm 3 · cm/s 2 ·76 cm= = N/m 2 (Paskali)= = kG/cm 2 (atmosfera techniczna) 1 bar= 10 6 dyn/cm 2 = 10 5 N/m 2 (około jednej atmosfery)

9 Parcie płynu na ściankę, - wstęp do kinetycznej teorii gazu Jedna cząstka w 1 m 3 –m p = kg –v=2200 m/s –czas przelotu 0.5 ms N=2200 odbić na sekundę jeden impuls siły: F imp T=2m p v średnia siła: Ft(1s)=2m p vN(1s)= Ns ciśnienie p=F/S= N/6 m 2 = N/m 2 (Paskali)

10 Parcie płynu na ściankę Jeden mol w 1 m 3 N A = N=2200 odbić na sekundę każdej cząski średnia siła: F N t(1s)=N A Ns= Ns Fluktuacje średniej siły (N A cząstek w jednej sekundzie) F /F N = ciśnienie p=F N /S= N/m 2 (Paskali) W warunkach normalnych w 1 m 3 mieści się około 40 moli gazu. Ciśnienie normalne jest więc 40 razy większe, około 10 5 N/m 2 (tysiąc hekto Paskali)

11 Ciśnienia parcjalne (cząstkowe) Jeśli gaz jest mieszaniną różnych substancji, to całkowite ciśnienie równe jest sumie ciśnień parcjalnych, poszczególnych substancji. Gęstość mieszaniny jest sumą gęstości składników

12 Gęstość (masa właściwa) masa na jednostkę objętości. próżnia międzygwiezdna – kg/m 3 próżnia laboratoryjna kg/m3 powietrze(0 o C, 1 atm)1.3 kg/m 3 woda10 3 kg/m 3 platyna kg/m 3 białe karły, gwiazdy neutronowe10 8 – kg/m 3 materia jądrowa10 17 kg/m 3

13 Zmiana ciśnienia w nieruchomym płynie ciśnienie hydrostatyczne h dh S pSpS (p+dp)S d(mg) w cieczy, gdy stała gęstość: ciśnienie słupa cieczy

14 Zmiana ciśnienia w nieruchomym gazie h dh S pSpS (p+dp)S d(mg) w gazie gęstość jest proporcjonalna do ciśnienia

15

16 Ciśnienie atmosferyczne i hydrostatyczne

17 Prawo naczyń połączonych W jednorodnej cieczy ciśnienie na jednym poziomie jest jednakowe; liczymy rurki U –porównujemy ciśnienia słupów cieczy na ciecz jednorodną

18 Prawo Archimedesa h H S p(h)S p(h+H)S siła wyporu: Siła wyporu równa się ciężarowi wypartej cieczy

19 Archimedes z Syrakuz ( pne)

20 prawo Archimedesa

21 Warunki pływalności ciał gęstość ciała mniejsza od gęstości płynu; ciężar wypartej cieczy równy ciężarowi ciała; jaka część góry lodowej wystaje ponad powierzchnię morza ( l / w =0.9)? dlaczego zanurzenie łodzi podwodnej jest niestabilne? dlaczego wysokość balonu jest stabilna?

22 Dynamika płynów

23 Powierzchnia cieczy (obracająca się szklanka) prostopadła do wypadkowej siły.

24 Pola wektorowe w fizyce, W(r) pole grawitacyjne, g(r) pole elektryczne, E(r) pole magnetyczne, B(r) pole prędkości, v(r) Strumień pola wektorowego

25 Pole grawitacyjne, strumień. Całkowity strumień pola grawitacyjnego jest miarą masy wewnątrz powierzchni. Podobnie strumień: –pola elektrycznego jest miarą ładunku, –pola prędkości miarą wydajności źródła, –pole magnetyczne jest bezźródłowe. Masa jest źródłem pola grawitacyjnego S=4 r 2 r M

26 Pole prędkości bryły – pole bezźródłowe S=4 r 2 r M

27 Źródło fal – źródło energii. Prędkość fali stała, maleje amplituda. natężenie fali maleje z kwadratem odległości S=4 r 2 r Z natężenie fali strumień natężenia fali (mocy) przez dowolną powierzchnię wokół źródła jest stały

28 Pole wektorowe (prędkości) v(r)v(r) linie prądu S strumień masy przez powierzchnię S przy stacjonarnym przepływie masa nie może się gromadzić gdy (równanie ciągłości strugi)

29 Równanie ciągłości strugi bez źródeł (prawo zachowania masy) dla powierzchni zamkniętej postać różniczkowa ze źródłem

30 masa zachowana (przepływ masy ciągły), ale objętość nie - bo różne ciśnienia

31 Zasada zachowania energii w przepływie laminarnym – Prawo Bernouliego. v1v1 v2v2 F1=p1S1F1=p1S1 F2=p2S2F2=p2S2 l 1 l 2 praca nad układem: Energia kinetyczna rośnie o:

32 Zastosowania prawa Bernouliego siła nośna, szybkość wypływu przez otwór, pompa wodna, gaźnik siła nośna gaźnik

33 Lepkość Bernoulli - opory dynamiczne wynikające z bezwładności płynu; lepkość wprowadza dodatkowe opory hydrodynamiczne

34


Pobierz ppt "Wykład 9 Płyny stany skupienia materii ciśnienie molekularna struktura materii prawo Pascala prawo Archimedesa prawo (Daniela) Bernouliego lepkość"

Podobne prezentacje


Reklamy Google