рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Механика жидкости и газа

Механика жидкости и газа - раздел Физика, Содержание.введение. 2 Гидроаэромеханика. 3 Законы Механики Сплошной Среды. ...

Содержание.Введение. 2 Гидроаэромеханика. 3 Законы механики сплошной среды. 4 Закон сохранения импульса. 5 Закон сохранения момента импульса. 5 Закон сохранения энергии. 6 Гидростатика. Равновесие жидкостей и газов. 9 Движение жидкостей и газов. 10 Прогнозирование характеристик течения. 10 Уравнение неразрывности. 11 Уравнение Бернулли. 11 Гравитационное моделирование. 13 Число Фруда. 13 Гидродинамика Эйлера и Навье-Стокса. 14 Влияние вязкости на картину течения. 15 Турбулентное течение в трубах. 16 Гидравлический удар. 17 Явления в пограничном слое. 18 Вихревые колебания. 19 Плоская поверхность. 20 Поверхности другой формы. 21 Сжимаемость. 21 Аналогии между течением жидкости и газа. 23 Заключение. 24 Список использованной литературы. 27 Введение. Как манна небесная свалилось на учёных-физиков XIX века совпадение положений кинетической теории газов с экспериментальными результатами, полученными в рамках термодинамики.

Два физических подхода – макроскопический (термодинамический) и микроскопический (молекулярно-кинетический) – дополнили друг друга.

Идея о том, что вещество состоит из молекул, а те, в свою очередь, из атомов нашла убедительное подтверждение.

Казалось, на основе кинетической теории, легко можно определить свойства газов, поскольку достаточно знать свойства входящих в состав молекулы атомов для определения свойств самого вещества, но в действительности всё оказалось не так просто. Благодаря этой теории удалось определить лишь некоторые свойства газов, например, вывести уравнение состояния газа, но для определения таких характеристик газов как коэффициенты теплопроводности, вязкости и диффузии нужно было серьёзно потрудиться.

Для конденсированных сред - твёрдых тел, жидкостей и сжатых газов получить результаты было ещё труднее, поскольку должно учитываться то, что молекулы взаимодействуют между собой не только при ударах. Поэтому, говорить о том, что все физические явления микромира могут быть объяснены и рассчитаны на основе молекулярно-кинетических представлений, не приходиться. Дискретное (не сплошное) строение вещества было обнаружено лишь в конце XIX века, а опыты, доказывающие существование молекул, проведены в 1908 году французским физиком Жаном Батистом Перреном.

Обнаружение дискретной структуры строения вещества позволило определить границы применимости механики сплошных сред. Она работает только в тех случаях, когда систему можно разбить на малые объёмы, в каждом из которых содержиться всё же достаточно большое количество частиц, чтобы оно подчинялось статистическим закономерностям.

Тогда элементы среды находятся в состоянии термодинамического равновесия, а их свойства описываются небольшим числом макроскопических параметров. Изменения в таком малом объёме должны происходить достаточно медленно, чтобы термодинамическое равновесие сохранялось. При выполнении этих условий, справедлива гипотеза о сплошности среды, которая лежит в основе механики сплошной среды. Сплошной средой считается не только твёрдое тело, жидкость или газ, но и плазма (даже сильно разряженная), такая, как звёздный ветер.

Число частиц в элементе объёма такой среды невелико, но благодаря большому радиусу действия сил между заряженными частицами микроскопические параметры меняются от элемента к элементу непрерывно. Как движется в вакууме материальная точка досконально известно со времён Исаака Ньютона. Гораздо сложнее описать её движение в воздухе, воде или другой среде. Именно с этими вопросами имеет дело, являющаяся разделом физики, наука гидроаэромеханика. Гидроаэромеханика.

Несмотря на то, что газ и жидкость – разные фазовые состояния вещества, гидроаэромеханика (механика текучих веществ), в изучении этих фаз вещества, не разделяет их, а изучает их механические свойства, взаимодействие этих свойств между собой и с граничащими с ними твёрдыми телами. Гидроаэромеханика состоит из нескольких разделов: 1. движение со скоростью, много меньшей скорости звука, изучает гидродинамика. 2. Если скорость движения тела приблизительно равна скорости звука или превышает оную, такое движение исследует газовая динамика. 3. изучение движения тел и летательных аппаратов в атмосфере относиться к разделу аэромеханики.

Объединяющими все разделы гидроаэромеханики цели – улучшить форму летательных аппаратов, автомобилей; добиться наибольшей эффективности устройств, использующих жидкость или газ (двигателей реактивных самолётов или впрыскивателей топлива в двигателях внутреннего сгорания); оптимизировать производственные процессы, связанные с использованием жидкости или газа (аэрозольное нанесение покрытий, создание оптических волокон, т. д.). Гидроаэромеханика отличается как от эмпирической гидравлики, так и от математической гидродинамики, поскольку она не только основывается на твердо установленных законах физики, но и опирается на опытные данные, проверяя и дополняя ими теоретический анализ.

Законы гидроаэромеханики оказываются полезными не только в технике и промышленности – они помогают предсказать и объяснить многие природные явления, связанные с динамическими свойствами воздуха и воды. Гидроаэромеханика работает фактически во всех отраслях деятельности человека.

Законы механики сплошной среды

Для жидкости, учитывая её малую сжимаемость, вместо этого соотношения ... В небольшом диапазоне температур можно считать, что внутренняя энергия... Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространс... В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как... Как отмечалось, он может быть получен как следствие интуитивно-верного...

Закон сохранения момента импульса

равнозначность всех моментов времени, заключающаяся в том, что замена ... Закон сохранения энергии имеет всеобщий характер. Он применим ко всем ... Свойство тела, от которого зависит его ускорение при взаимодействии с ... При одновременном действии на одно тело нескольких сил тело движется с... Центр тяжести – точка приложения равнодействующей всех сил тяжести, де...

Гидростатика. Равновесие жидкостей и газов

Это уравнение выражает один из основных законов гидроаэромеханики, сог... Одно из важнейших уравнений гидромеханики было получено в 1738 году шв... Согласно этому уравнению, увеличению высоты в неподвижной среде жидкос... Поэтому давление в любой точке неподвижной жидкости равно глубине этой... В тех случаях, когда скорость течения отлична от нуля, уравнение Берну...

Гравитационное моделирование

Такого рода экспериментальные исследования уменьшенных моделей – обычн... Число Фруда. Подобие будет обеспечено только в том случае, если число Фруда для мод... Гравитационное моделирование. Очевидно, что в случае течения воды под атмосферным воздухом мы имеем ...

Гидродинамика Эйлера и Навье-Стокса

Любые газы, для которых выполняется условие сплошности, подчиняются ур... Величину коэффициента динамической вязкости Ньютон определил с помощью... Реальная жидкость отличается от идеальной тем, что она обладает внутре... F = n v S h Несмотря на то, что при увеличении глубины жидкости сила в... Являются ньютоновскими жидкостями..

Влияние вязкости на картину течения

При малых скоростях в соответствии с законом вязкого трения Ньютона си... При больших скоростях, когда вязкость перестаёт играть существенную ро... Влияние вязкости на картину течения. Вязкость жидкости и газа обычно с... Поэтому, чтобы не нужно было чрезмерно повышать скорость в эксперимент... Этот критерий называется числом Рейнольдса и имеет вид.

Турбулентное течение в трубах

Он создаст волну, бегущую по трубопроводу, которая, отразившись от мес... Однако, плотность жидкости во много раз больше плотности газа. По этому времени легко определить расстояние до повреждённого участка.. Это произойдёт, если резко перекрыть воду, поток которой достаточно пр... По той же причине жидкость может оказаться опаснее и привести к аварии.

Явления в пограничном слое

Явление отрыва связано с высокими градиентами давления и скорости тече... . Для погруженных в поток тел сочетание поверхностного сопротивления и с... Для парашюта сопротивление должно быть максимальным и CD = 1,3, тогда ... Теория пограничного слоя разработана Л.Прандтлем (1875–1953).

Вихревые колебания

Этим объясняются вибрация перископов высокоскоростных подлодок и гуден... Вихревые колебания. В случае удлиненных тел, скажем цилиндрических, за...

Плоская поверхность

Плоская поверхность. Сходную поперечную силу отрыв потока вызывает в с... Такое тело, называемое аэродинамической поверхностью или попросту крыл... .

Поверхности другой формы

В испытаниях устройств и машин такого рода определяют коэффициенты тяг... Хотя сжимаемость (или ее обратная величина – упругость) является свойс... Во-первых, реальные жидкости и газы представляют собой упругие среды, ... Критерием при этом служит отношение скорости течения к скорости упруго... Например, коэффициент лобового сопротивления снаряда со сферической го...

Аналогии между течением жидкости и газа

Аналогии между течением жидкости и газа. Поэтому модели, для которых существенны звуковые эффекты в воздухе, ча... Тесная аналогия между процессами образования волн «маховского» и «фруд... Так, анализ картины звуковых волн, примененный к картине гравитационны... Наряду с такой аналогией между течением жидкостей и газов имеется и ра...

Заключение

Заключение.

На мой взгляд, не стоит в очередной раз перечислять те законы, явления и приводить уже освещённые мной формулы.

Подводя итог изложенному, остановлюсь на суммировании тех понятий, которые были описаны ранее и постараюсь логически обосновать их значимость для науки и в повседневной жизни. Как известно, наука имеет свои характерные отличительные черты. Она: 1. универсальна 2. фрагментарна 3. общезначима 4. обезличена 5. систематична 6. незавершённа 7. преемственна 8. критична 9. достоверна 10. внеморальна 11. рациональна 12. чувственна Кроме того, для науки характерны свои особые методы и структура исследований, а так же язык и аппаратура.

Всем этим определяются специфика научного исследования и значение науки. Отправной точкой для каждого научного исследования и дальнейшего открытия служит обычный эмпирический факт. В случае с гидроаэромеханикой это может быть факт полёта птиц или пересекающий океан кокосовый орех. Далее, следует определённый метод исследования именуемый наблюдением. Зачастую, процесс наблюдения требует привлечения аппаратуры и других вспомогательных средств.

В отношении точных наук, таких как механика, помимо голых фактов необходимо всё предшествующее знание, касающееся данной проблемы, прежде всего – знание принципов механики (трёх законов Ньютона). Роль наблюдения заключается в том, чтобы подтвердить эмпирический факт путём проверки справедливости этого явления относительно других аналогичных объектов (остальных птиц, например). Убедившись в том, что некоторые предметы могут плыть, а птицы летать, неминуемо задаёшься вопросами «как?» и «почему?». Это ведёт к выдвижению определённой гипотезы, для подтверждения (или опровержения) которой можно провести эксперимент.

Существует множество разновидностей эксперимента: от мысленного (когда объекты вымышлены, а сам экспериментальный процесс проводиться в уме), до модельного (когда эксперимент проводится с помощью моделей, размеры и масса которых пропорционально уменьшены по сравнению с реальными телами). В зависимости от исследуемого объекта, возможен эксперимент с идеализациями, т.е. идеальными представлениями (идеальная жидкость). Чтобы из наблюдения различных явлений сделать общие выводы, надо установить количественные зависимости между различными величинами – физические законы.

Установленные физические законы избавляют от необходимости проводить опыт в каждом конкретном случае. Отличительной особенностью научного эксперимента является то, что его должен быть способен воспроизвести каждый исследователь в любое время.

Если гипотеза подтверждается экспериментами и проходит испытание принципом фальсифицируемости – можно судить о её достоверности и перевести данную гипотезу в разряд теорий. Механика жидкости и газа является особым разделом физики. Как уже говорилось ранее, в основу её входят несколько основных законов. Эти законы актуальны не только по отношению к рассмотренным фазам вещества, но и для твёрдых тел (правда, с небольшими «подгонками» под физическую суть этих тел). Для наибольшего удобства и краткости, законы отражены в математических формулах – языке науки. На основе этих законов созданы различные механизмы, которыми окружил себя человек.

Механизмы сильно облегчают и ускоряют процессы производства, да и физический труд человека как таковой. Лишь благодаря достижениям в области точных наук стало возможным освоить то, что было недосягаемо для человека ранее. Это глубины океана, возможность передвижения в атмосфере, полёты в космос и многое другое.

И наука не стоит на месте. С каждым днём учёные приближают нас на шаг ближе к познанию жизни. Полностью познать Вселенную, конечно, невозможно, но осмыслить то, что доступно человеку со временем неминуемо.

Список использованной литературы

Список использованной литературы . 1. Энциклопедия «Аванта+», Т. 16 (I, II части) - М.: Аванта+, 2001г. 2. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев «Физика» - М.: Просвещение, 1997г. 3. И. К. Кикоин, А. К. Кикоин «Физика» - М.: Просвещение, 1992г. 4. О. К. Костко «Механика». –М.: Лист, 1998г. 5. Н. А. Эрдеди, А. А. Эрдеди «Теоретическая механика, сопротивление материалов». –М.: Высшая школа,2002г. 6. Интернет ресурсы.

– Конец работы –

Используемые теги: Механика, жидкости, газа0.061

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Механика жидкости и газа

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА
Омский государственный технический университет... МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА...

МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗОВ
высшего профессионального образования... Уральский федеральный университет имени первого... Президента России Б Н Ельцина...

Тема 1 ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ И ГАЗА
В гидрогазодинамике рассматриваются идеальные и реальные жидкости... Идеальная совершенная жидкость это воображаемая обладающая абсолютной подвижностью т е лишенная вязкости...

Химическая реакция в смеси идеальных газов. Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
В любом естественно протекающем (самопроизвольном или свободном) процессе свободная энергия системы понижается. При достижении системой состояния… Термодинамическое равновесие в макросистеме совсем не означает, что и в её… Основной целью статистического метода является установление количественной связи между характеристиками механических…

Краткий курс механики в качестве программы и методических указаний по изучению курса Физика Краткий курс механики: Программа и методические указания по изучению курса Физика / С
Федеральное агентство железнодорожного транспорта... Омский государственный университет путей сообщения...

Элементы механики жидкостей
Краткие теоретические сведения и методические Указания к решению задач Используется единый...

Производство газового оборудования для автомобилей и специфика перевода автомобилей на газовое топливо
Развитие автомобилестроения обеспечило быстрое развитие нефтяной отрасли. Своему ведущему положению в мировой экономике она во многом обязана двигателю… Это экологические и ресурсные проблемы, проблемы утилизации. Но на сегодня только утилизацию автомобиля можно считать…

Анализ функции фильтрационного сопротивления для неустановившегося притока жидкости (газа) к несовершенной скважине
Аналитическое выражение F для оп ределенияизменения давления на за бое скважины запишем в виде 4 Уравнение 2 в приведенном видене может… В соответствии с этим уравнение притоказаписывается в виде 5 Как видно,… Насколько вер нодопущение о возможности использо вания значений C1 rс,h , пока еще нитеоретически, ни…

Давление в жидкости и газе
Например, число ударов молекул воздуха, находящегося в комнате, на поверхность площадью 1см2 за 1 сек. выражается двадцатитрехзначным числом.Хотя… При своем движении они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда,… К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень.

Взаимные превращения жидкостей и газов.Твердые тела
Дополнительная литература. Блок 4. Развивающее дифференцированное обучение. План урока. Задачи 1 уровня. Задачи 2 уровня. Задачи 3 уровня. Блок 5.… Тепловые явления.Тема модуль разбивается на отдельные блоки. Исходя из целей… Раскрыть сущность зависимости давления насыщенного пара от температуры. Раскрыть сущность закона Гука. Развивать…

0.037
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА- краткий курс КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ...
  • Газовые законы. Основные газовые процессы Лекция Основные классы неорганических соединений номенклатура... Основными классами неорганических соединений являются оксиды кислоты соли и... Оксиды представляют собой соединения элементов с кислородом Оксиды подразделяют на солеобразующие и несолеобразующие...
  • Взаимодействия двух радикально пульсирующих пузырьков газа в жидкости Полученные в этом отношении результаты имеют важное теоретическое и прикладное значение. Вместе с тем, в реальных жидкостях, как правило,… В данной курсовой работе исследуется взаимодействия двух радиально… В модели, использующейся в курсовой работе, жидкость считается невязкой несжимаемой, пузырьки – осесимметричными.…
  • P-V-T соотношения: реальный газ и идеальный газ В настоящее время не существует такого уравнения состояния, которое было бы применимо для оценки этих свойств любого органического вещества. На… В данном пособии рассматриваются в сопоставлении уравнения состояния каждой… Количественное выражение температурного воздействия было установлено Шарлем и Гей-Люссаком (1802 г.), которые…
  • Теплопроводность. Теплопроводность жидкостей и газов. Эти процессы по своей физико-механической природе весьма многообразны, отличаются большой сложностью и обычно развиваются в виде целого комплекса… Учение о теплопроводности однородных и изотропных тел опирается на весьма… Частицы более нагретой части тела, сталкиваясь при своем беспорядочном движении с соседними частицами, сообщают им…