Реальной жидкостью называется жидкость: Тест с ответами по гидравлике и пневматике — часть 01

Тест №1

Тесты к лекции №1

1.1. Что такое гидромеханика?

а) наука о движении жидкости;
б) наука о равновесии жидкостей;
в) наука о взаимодействии жидкостей;
г) наука о равновесии и движении жидкостей.

1.2. На какие разделы делится гидромеханика?

а) гидротехника и гидрогеология;
б) техническая механика и теоретическая механика;
в) гидравлика и гидрология;
г) механика жидких тел и механика газообразных тел.

1.3. Что такое жидкость?

а) физическое вещество, способное заполнять пустоты;
б) физическое вещество, способное изменять форму под действием сил;
в) физическое вещество, способное изменять свой объем;
г) физическое вещество, способное течь.

1.4. Какая из этих жидкостей не является капельной?

а) ртуть;
б) керосин;
в) нефть;
г) азот.

1.5. Какая из этих жидкостей не является газообразной?

а) жидкий азот;
б) ртуть;
в) водород;

г) кислород;

1.6. Реальной жидкостью называется жидкость

а) не существующая в природе;
б) находящаяся при реальных условиях;
в) в которой присутствует внутреннее трение;
г) способная быстро испаряться.

1.7. Идеальной жидкостью называется

а) жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение;
б) жидкость, подходящая для применения;
в) жидкость, способная сжиматься;
г) жидкость, существующая только в определенных условиях.

1.8. На какие виды разделяют действующие на жидкость внешние силы?

а) силы инерции и поверхностного натяжения;
б) внутренние и поверхностные;
в) массовые и поверхностные;
г) силы тяжести и давления.

1.9. Какие силы называются массовыми?

а) сила тяжести и сила инерции;
б) сила молекулярная и сила тяжести;
в) сила инерции и сила гравитационная;
г) сила давления и сила поверхностная.

1.10. Какие силы называются поверхностными?

а) вызванные воздействием объемов, лежащих на поверхности жидкости;
б) вызванные воздействием соседних объемов жидкости и воздействием других тел;
в) вызванные воздействием давления боковых стенок сосуда;
г) вызванные воздействием атмосферного давления.

1.11. Жидкость находится под давлением. Что это означает?

а) жидкость находится в состоянии покоя;
б) жидкость течет;
в) на жидкость действует сила;
г) жидкость изменяет форму.

1.12. В каких единицах измеряется давление в системе измерения СИ?

а) в паскалях;
б) в джоулях;
в) в барах;
г) в стоксах.

1.13. Если давление отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют:

а) давление вакуума;
б) атмосферным;
в) избыточным;
г) абсолютным.

1.14. Если давление отсчитывают от относительного нуля, то его называют:

а) абсолютным;
б) атмосферным;
в) избыточным;

г) давление вакуума.

1.15. Если давление ниже относительного нуля, то его называют:

а) абсолютным;
б) атмосферным;
в) избыточным;
г) давление вакуума.

1.16. Какое давление обычно показывает манометр?

а) абсолютное;
б) избыточное;
в) атмосферное;
г) давление вакуума.

1.17. Чему равно атмосферное давление при нормальных условиях?

а) 100 МПа;
б) 100 кПа;
в) 10 ГПа;
г) 1000 Па.

1.18. Давление определяется

а) отношением силы, действующей на жидкость к площади воздействия;
б) произведением силы, действующей на жидкость на площадь воздействия;
в) отношением площади воздействия к значению силы, действующей на жидкость;
г) отношением разности действующих усилий к площади воздействия.

1.19. Массу жидкости заключенную в единице объема называют

а) весом;
б) удельным весом;
в) удельной плотностью;

г) плотностью.

1.20. Вес жидкости в единице объема называют

а) плотностью;
б) удельным весом;
в) удельной плотностью;
г) весом.

1.21. При увеличении температуры удельный вес жидкости

а) уменьшается;
б) увеличивается;
г) сначала увеличивается, а затем уменьшается;
в) не изменяется.

1.22. Сжимаемость это свойство жидкости

а) изменять свою форму под действием давления;
б) изменять свой объем под действием давления;
в) сопротивляться воздействию давления, не изменяя свою форму;
г) изменять свой объем без воздействия давления.

1.23. Сжимаемость жидкости характеризуется

а) коэффициентом Генри;
б) коэффициентом температурного сжатия;
в) коэффициентом поджатия;
г) коэффициентом объемного сжатия.

1.24. Коэффициент объемного сжатия определяется по формуле

1.29. Вязкость жидкости это

а) способность сопротивляться скольжению или сдвигу слоев жидкости;

б) способность преодолевать внутреннее трение жидкости;
в) способность преодолевать силу трения жидкости между твердыми стенками;
г) способность перетекать по поверхности за минимальное время.

1.30. Текучестью жидкости называется

а) величина прямо пропорциональная динамическому коэффициенту вязкости;
б) величина обратная динамическому коэффициенту вязкости;
в) величина обратно пропорциональная кинематическому коэффициенту вязкости;
г) величина пропорциональная градусам Энглера.

1.31. Вязкость жидкости не характеризуется

а) кинематическим коэффициентом вязкости;
б) динамическим коэффициентом вязкости;
в) градусами Энглера;
г) статическим коэффициентом вязкости.

1.32. Кинематический коэффициент вязкости обозначается греческой буквой

а) ν;
б) μ;
в) η;
г) τ.

1.33. Динамический коэффициент вязкости обозначается греческой буквой

а) ν;
б) μ;
в) η;
г) τ.

1.34. В вискозиметре Энглера объем испытуемой жидкости, истекающего через капилляр равен

а) 300 см3;
б) 200 см3;
в) 200 м3;
г) 200 мм3.

1.35. Вязкость жидкости при увеличении температуры

а) увеличивается;
б) уменьшается;
в) остается неизменной;
г) сначала уменьшается, а затем остается постоянной.

1.36. Вязкость газа при увеличении температуры

а) увеличивается;
б) уменьшается;
в) остается неизменной;
г) сначала уменьшается, а затем остается постоянной.

1.37. Выделение воздуха из рабочей жидкости называется

а) парообразованием;
б) газообразованием;
в) пенообразованием;
г) газовыделение.

1.38. При окислении жидкостей не происходит

а) выпадение смол;
б) увеличение вязкости;
в) изменения цвета жидкости;
г) выпадение шлаков.

1.39.

Интенсивность испарения жидкости не зависит от

а) от давления;
б) от ветра;
в) от температуры;
г) от объема жидкости.

1.40. Закон Генри, характеризующий объем растворенного газа в жидкости записывается в виде

Повторить тему

Ключи к тестам

Наверх страницы

Тест с ответами по гидравлике и пневматике — часть 01

Тестирование по гидравлике и пневматике — часть 01. Для студентов заочного и очного отделения. Правильный вариант ответа выделен символом «+»

Вопрос: Что такое гидромеханика?
[-] наука о движении жидкости;
[-] наука о равновесии жидкостей;
[-] наука о взаимодействии жидкостей;
[+] наука о равновесии и движении жидкостей.

Вопрос: На какие разделы делится гидромеханика?
[-] гидротехника и гидрогеология;
[+] техническая механика и теоретическая механика;
[-] гидравлика и гидрология;
[-] механика жидких тел и механика газообразных тел.

Вопрос: Что такое жидкость?

[-] физическое вещество, способное заполнять пустоты;
[+] физическое вещество, способное изменять форму под действием сил;
[-] физическое вещество, способное изменять свой объем;
[-] физическое вещество, способное течь.

Вопрос: Какая из этих жидкостей не является капельной?
[-] ртуть;
[-] керосин;
[-] нефть;
[+] азот.

Вопрос: Какая из этих жидкостей не является газообразной?
[-] жидкий азот;
[+] ртуть;
[-] водород;
[-] кислород;

Вопрос: Реальной жидкостью называется жидкость
[-] не существующая в природе;
[+] находящаяся при реальных условиях;
[-] в которой присутствует внутреннее трение;
[-] способная быстро испаряться.

Вопрос: Идеальной жидкостью называется
[+] жидкость, в которой отсутствует внутреннее трение;
[-] жидкость, подходящая для применения;
[-] жидкость, способная сжиматься;
[-] жидкость, существующая только в определенных условиях.

Вопрос: На какие виды разделяют действующие на жидкость внешние силы?
[-] силы инерции и поверхностного натяжения;
[-] внутренние и поверхностные;
[+] массовые и поверхностные;
[-] силы тяжести и давления.

Вопрос: Какие силы называются массовыми?
[+] сила тяжести и сила инерции;
[-] сила молекулярная и сила тяжести;
[-] сила инерции и сила гравитационная;
[-] сила давления и сила поверхностная.

Вопрос: Какие силы называются поверхностными?
[-] вызванные воздействием объемов, лежащих на поверхности жидкости;
[+] вызванные воздействием соседних объемов жидкости и воздействием других тел;
[-] вызванные воздействием давления боковых стенок сосуда;
[-] вызванные воздействием атмосферного давления.

Вопрос: Жидкость находится под давлением. Что это означает?
[-] жидкость находится в состоянии покоя;

[-] жидкость течет;
[+] на жидкость действует сила;
[-] жидкость изменяет форму.

Вопрос: В каких единицах измеряется давление в системе измерения СИ?
[+] в паскалях;
[-] в джоулях;
[-] в барах;
[-] в стоксах.

Вопрос: Если давление отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют:
[-] давление вакуума;
[-] атмосферным;
[-] избыточным;
[+] абсолютным.

Вопрос: Если давление отсчитывают от относительного нуля, то его называют:
[-] абсолютным;
[-] атмосферным;
[+] избыточным;
[-] давление вакуума.

Вопрос: Если давление ниже относительного нуля, то его называют:
[-] абсолютным;
[-] атмосферным;
[-] избыточным;
[+] давление вакуума.

Вопрос: Какое давление обычно показывает манометр?
[-] абсолютное;
[+] избыточное;
[-] атмосферное;
[-] давление вакуума.

Вопрос: Чему равно атмосферное давление при нормальных условиях?

[-] 100 МПа;
[+] 100 кПа;
[-] 10 ГПа;
[-] 1000 Па.

Вопрос: Давление определяется
[+] отношением силы, действующей на жидкость к площади воздействия;
[-] произведением силы, действующей на жидкость на площадь воздействия;
[-] отношением площади воздействия к значению силы, действующей на жидкость;
[-] отношением разности действующих усилий к площади воздействия.

Вопрос: Массу жидкости заключенную в единице объема называют
[-] весом;
[-] удельным весом;
[-] удельной плотностью;
[+] плотностью.

Вопрос: Вес жидкости в единице объема называют
[-] плотностью;
[+] удельным весом;
[-] удельной плотностью;
[-] весом.

Вопрос: При увеличении температуры удельный вес жидкости
[+] уменьшается;
[-] увеличивается;
[-] сначала увеличивается, а затем уменьшается;
[-] не изменяется.

Вопрос: Сжимаемость это свойство жидкости
[-] изменять свою форму под действием давления;
[+] изменять свой объем под действием давления;
[-] сопротивляться воздействию давления, не изменяя свою форму;
[-] изменять свой объем без воздействия давления.

Вопрос: Сжимаемость жидкости характеризуется
[-] коэффициентом Генри;
[-] коэффициентом температурного сжатия;
[-] коэффициентом поджатия;
[+] коэффициентом объемного сжатия.

Вопрос: Текучестью жидкости называется
[-] величина прямо пропорциональная динамическому коэффициенту вязкости;
[+] величина обратная динамическому коэффициенту вязкости;
[-] величина обратно пропорциональная кинематическому коэффициенту вязкости;
[-] величина пропорциональная градусам Энглера.

Вопрос: Вязкость жидкости не характеризуется
[-] кинематическим коэффициентом вязкости;
[-] динамическим коэффициентом вязкости;
[-] градусами Энглера;
[+] статическим коэффициентом вязкости.

Вопрос: Кинематический коэффициент вязкости обозначается греческой буквой
[+] ν;
[-] μ;
[-] η;
[-] τ.

Вопрос: Динамический коэффициент вязкости обозначается греческой буквой
[-] ν;
[+] μ;
[-] η;
[-] τ.

Вопрос: В вискозиметре Энглера объем испытуемой жидкости, истекающего через капилляр равен
[-] 300 см3;
[+] 200 см3;
[-] 200 м3;
[-] 200 мм3.

Вопрос: Вязкость жидкости при увеличении температуры
[-] увеличивается;
[+] уменьшается;
[-] остается неизменной;
[-] сначала уменьшается, а затем остается постоянной.

Вопрос: Вязкость газа при увеличении температуры
[+] увеличивается;
[-] уменьшается;
[-] остается неизменной;
[-] сначала уменьшается, а затем остается постоянной.

Вопрос: Выделение воздуха из рабочей жидкости называется
[-] парообразованием;
[-] газообразованием;
[+] пенообразованием;
[-] газовыделение.

Вопрос: При окислении жидкостей не происходит
[-] выпадение смол;
[+] увеличение вязкости;
[-] изменения цвета жидкости;
[-] выпадение шлаков.

Вопрос: Интенсивность испарения жидкости не зависит от
[-] от давления;
[-] от ветра;
[-] от температуры;
[+] от объема жидкости.

Вопрос: Как называются разделы, на которые делится гидравлика?
[-] гидростатика и гидромеханика;
[-] гидромеханика и гидродинамика;
[+] гидростатика и гидродинамика;
[-] гидрология и гидромеханика.

Вопрос: Раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости называется
[+] гидростатика;
[-] гидродинамика;
[-] гидромеханика;
[-] гидравлическая теория равновесия.

Вопрос: Гидростатическое давление — это давление присутствующее
[-] в движущейся жидкости;
[+] в покоящейся жидкости;
[-] в жидкости, находящейся под избыточным давлением;
[-] в жидкости, помещенной в резервуар.

Вопрос: Какие частицы жидкости испытывают наибольшее напряжение сжатия от действия гидростатического давления?
[+] находящиеся на дне резервуара;
[-] находящиеся на свободной поверхности;
[-] находящиеся у боковых стенок резервуара;
[-] находящиеся в центре тяжести рассматриваемого объема жидкости.

Вопрос: Среднее гидростатическое давление, действующее на дно резервуара равно
[-] произведению глубины резервуара на площадь его дна и плотность;
[-] произведению веса жидкости на глубину резервуара;
[-] отношению объема жидкости к ее плоскости;
[+] отношению веса жидкости к площади дна резервуара.

Вопрос: Первое свойство гидростатического давления гласит
[-] в любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует от рассматриваемого объема;
[+] в любой точке жидкости гидростатическое давление перпендикулярно площадке касательной к выделенному объему и действует внутрь рассматриваемого объема;
[-] в каждой точке жидкости гидростатическое давление действует параллельно площадке касательной к выделенному объему и направлено произвольно;
[-] гидростатическое давление неизменно во всех направлениях и всегда перпендикулярно в точке его приложения к выделенному объему.

Вопрос: Второе свойство гидростатического давления гласит
[-] гидростатическое давление постоянно и всегда перпендикулярно к стенкам резервуара;
[-] гидростатическое давление изменяется при изменении местоположения точки;
[-] гидростатическое давление неизменно в горизонтальной плоскости;
[+] гидростатическое давление неизменно во всех направлениях.

Вопрос: Третье свойство гидростатического давления гласит
[-] гидростатическое давление в любой точке не зависит от ее координат в пространстве;
[+] гидростатическое давление в точке зависит от ее координат в пространстве;
[-] гидростатическое давление зависит от плотности жидкости;
[-] гидростатическое давление всегда превышает давление, действующее на свободную поверхность жидкости.

Вопрос: Уравнение, позволяющее найти гидростатическое давление в любой точке рассматриваемого объема называется
[+] основным уравнением гидростатики;
[-] основным уравнением гидродинамики;
[-] основным уравнением гидромеханики;
[-] основным уравнением гидродинамической теории.

Вопрос: Основное уравнение гидростатики позволяет
[-] определять давление, действующее на свободную поверхность;
[-] определять давление на дне резервуара;
[+] определять давление в любой точке рассматриваемого объема;
[-] определять давление, действующее на погруженное в жидкость тело.

Вопрос: Основное уравнение гидростатики определяется
[-] произведением давления газа над свободной поверхностью к площади свободной поверхности;
[-] разностью давления на внешней поверхности и на дне сосуда;
[+] суммой давления на внешней поверхности жидкости и давления, обусловленного весом вышележащих слоев;
[-] отношением рассматриваемого объема жидкости к плотности и глубине погружения точки.

Вопрос: Чему равно гидростатическое давление при глубине погружения точки, равной нулю
[+] давлению над свободной поверхностью;
[-] произведению объема жидкости на ее плотность;
[-] разности давлений на дне резервуара и на его поверхности;
[-] произведению плотности жидкости на ее удельный вес.

Вопрос: «Давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково»
[-] это — закон Ньютона;
[+] это — закон Паскаля;
[-] это — закон Никурадзе;
[-] это — закон Жуковского.

Вопрос: Закон Паскаля гласит
[+] давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости по всем направлениям одинаково;
[-] давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, передается всем точкам этой жидкости по всем направлениям согласно основному уравнению гидростатики;
[-] давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, увеличивается по мере удаления от свободной поверхности;
[-] давление, приложенное к внешней поверхности жидкости равно сумме давлений, приложенных с других сторон рассматриваемого объема жидкости.

Вопрос: Поверхность уровня — это
[-] поверхность, во всех точках которой давление изменяется по одинаковому закону;
[+] поверхность, во всех точках которой давление одинаково;
[-] поверхность, во всех точках которой давление увеличивается прямо пропорционально удалению от свободной поверхности;
[-] свободная поверхность, образующаяся на границе раздела воздушной и жидкой сред при относительном покое жидкости.

Вопрос: Как приложена равнодействующая гидростатического давления относительно центра тяжести прямоугольной боковой стенки резервуара?
[+] ниже;
[-] выше;
[-] совпадает с центром тяжести;
[-] смещена в сторону.

Вопрос: Способность плавающего тела, выведенного из состояния равновесия, вновь возвращаться в это состояние называется
[-] устойчивостью;
[+] остойчивостью;
[-] плавучестью;
[-] непотопляемостью.

Жидкости реальные — Справочник химика 21

    Жидкость реальная — жидкость действительная, обладающая всеми характерными для нее физическими свойствами (обычно противопоставляется термину идеальная жидкость ). .  [c.5]

    Идеальная жидкость. Идеальной называется жидкость, абсолютно не сопротивляющаяся сдвигу и разрыву (т.е. обладающая абсолютной текучестью и полным отсутствием сил сцепления между частицами, значит, — вязкости и липкости) и абсолютно сопротивляющаяся сжатию (т.е. абсолютно несжимаемая). Трактовка жидкости в качестве идеальной приводит к значительному упрощению ряда закономерностей, используемых в «Технической гидравлике» (раздел ПАХТ, изучающий закономерности покоя и движения жидкости). Реальные жидкости, как правило, близки к идеальным в смысле несжимаемости нужны очень высокие давления (в сотни и тысячи атмосфер), чтобы сжимаемость реальной жидкости стала заметной. Однако реальные жидкости могут весьма значительно сопротивляться сдвигу (свойство вязкости) и растяжению (свойство липкости). Заме- [c.48]

    Реальная, или действительная, жидкость не обладает в совершенстве свойствами идеальной жидкости, она в некоторой степени сопротивляется касательным и растягивающим усилиям, а также отчасти сжимается. Для решения многих задач гидравлики этим отличием в свойствах идеальной и реальной жидкостей можно пренебречь. В связи с этим законы, выведенные для идеальной жидкости, могут быть применены к жидкостям реальным с соответствующими поправками, а иногда даже без них. [c.5]

    Коэффшщенты фугитивности чистых газов можно, например, рассчитать по уравнению Ли — Кеслера (см. Приложение Ш) или по таблицам и графикам, представляющим зависимость Уо = Уо( Г. кр) Активностью 0( называется отношение фугитивности -компонента в некотором состоянии (реальная жидкость, реальный газ) к его фугитивности в стандартном состоянии [c.114]

    Существуют три оси. реологич. модели для тел, не подчиняющихся этим соотношениям вязкоупругие (и упруговязкие) среды, пластичные тела и неньютоновские жидкости. Реальные материалы могут сочетать мех. св-ва, характерные для разл. моделей. При достаточно малых напряжениях, деформациях или скорости деформирования все РУС линейны, но при возрастании деформаций шш напряжений мех. поведение тела становится более сложным и описывается нелинейными РУС. Соотв. различают линейные и нелинейные тела (среды, материалы). [c.246]

    Поверхностные силы. Они действуют на поверхности, ограничивающей данный объем жидкости и отделяющей его от окружающей среды. К ним относятся силы давления и силы внутреннего трения силы вязкости). При равновесии покоящейся жидкости на нее действуют силы тяжести и силы давления, в то время как закономерности движения жидкостей (реальных) определяются действием не только сил тяжести и давления, но и в очень большой степени силами внутреннего трения (силами вязкости). [c.34]

    Обычно в технике приходится иметь дело с жидкостями реальными, т. е. такими, при движении которых возникают силы трения, обусловливаемые вязкостью жидкости, характером ее движения, трением о стенки трубы и т. д. На преодоление возникающего сопротивления должна расходоваться некоторая часть энергии, и общее количество энергии по длине реального трубопровода будет непрерывно уменьшаться за счет перехода [c.65]

    Реальные состояния вещества находятся между этими двумя предельными состояниями. Переход от идеального кристалла к идеальному газу можно описать посредством промежуточных состояний реальные кристаллы, жидкие кристаллы, реальные жидкости, идеальные жидкости, реальные газы. При этом часто бывает трудно четко разграничить эти состояния и разграничение связано с некоторым произволом. [c.14]

    Вследств.ие потерь ведущего винта на трение в рубашке, подпятнике, уплотнении вала и на трение о перекачиваемую жидкость, реальный крутящий момент на нем М, при тех же оборотах п и давлении р будет больше Потери на трение у ведомых винтов также увеличивают момент ведущего, так как момент трения винтов и крутящий момент направлены в разные стороны. Все это приводит к увеличению потребного крутящего момента насоса против своей теоретической величины, что учитывается величиной механического к. п. д. насоса (см. гл. V). [c.70]

    Жидкость реальная, несжимаемая. Для несжимаемой жидкости имеем [c.12]

    При вертикальном положении труб и совпадении или противоположных направлениях свободного и вынужденного движений жидкости реальный коэффициент теплоотдачи может отличаться от расчетного по формуле (23) на 15%- Для вязких жидкостей — жидких топлив и смазочных масел — в процессе исследований выявилось некоторое расхождение коэффициента теплоотдачи, подсчитанного по уравнению (23), с экспериментальными данными. [c.29]

    Тогда выражение консганты скорости реакции для жидкостей реальных газов будет иметь вид  [c.230]

    Проявление эффекта Ребиндера зависит от многих факторов — химического состава твердого тела и жидкости, реальной структуры твердого тела (в особенности от природы и масштаба дефектов структуры), характера напряженного состояния, температуры и т. д. [121, 349]. Одно из необходимых условий резкого понижения прочности и пластичности заключается в хорошем смачивании поверхности твердого тела и быстром растекании жидкости внутри трещин, которые развиваются в твердом теле при достижении определенного (для данной системы) уровня растягивающих напряжений. Необходимость в смачивании подтверждают следующие примеры. Ртуть может сильно снизить прочность латуни, однако если на поверхности латуни имеется неповрежденная окисная пленка, препятствующая смачиванию, прочность образца не снижается. Чистая ртуть плохо смачивает алюминий и его сплавы и лишь незначительно снижает их прочность (примерно на 20% по сравнению с испытаниями на воздухе). Добавление к ртути 2% цинка резко улучшает смачивание алюминиевых сплавов, при этом их прочность снижается примерно на 50% [251]. [c.215]

    Пример возьми снова из области магнетизма в полностью изотропном ферромагнетике вектор спонтанного намагничивания Мо может свободно вращаться и, следовательно, иметь любое направление. Точно так же в сверхпроводниках и сверхтекучих жидкостях реальную и мнимую части макроскопической волновой функции г ) = = 11) можно рассматривать как две компоненты двумерного вектора-параметра порядка. Векторный характер параметра порядка существен как для наличия соответствующего фазового перехода и величины спонтанного упорядочения (см., например, [5]), так и для значений критических индексов. Мы здесь, однако, не будем рассматривать этот вопрос. [c.256]

    Ряд высоковязких тел не способен течь при действии сколь угодно малых напряжений, для них существует определенный предел напряжения сдвига — предел текучести, до достижения которого процесс течения не развивается. Такие полимеры получили название пластичных, причем в идеальном случае (кривая 4) после достижения предела текучести тело течет как ньютоновская жидкость. Реальные пластичные полимеры при напряжениях, превышающих предел текучести, текут быстрее, чем соответствует закону вязкости Ньютона (кривая 5). [c.64]

    При движении в жидкости реального тела конечных размеров, со сверхзвуковой скоростью, не являющегося точечным источником звука, на его лобовой и задней частях возникают ударные волны. На линиях этих ударных волн происходит внезапное повышение давления. [c.227]

    Явление кавитации в движущейся жидкости возникает в тех случаях, когда статическое давление в какой-либо области потока падает ниже давления насыщенного пара жидкости. Реальная жидкость, как правило, не может воспринимать растягивающих усилий, которые возникают при падении давления в ней [c.253]

    Задача 4.7 проста, ее можно решить перебором вариантов (хотя реально ее впервые решили по ТРИЗ, а до этого применяли дорогостоящую облицовку, считая это неизбежным). Перебрав достаточно много вариантов, можно перейти от идеи защиты стенок к идее вообще обойтись без них. Это равносильно переходу к паре кубик — жидкость . Правила выбора пары, основанные на законах развития технических систем, делают то же самое, но без пустых проб. Общее правило, вытекающее из закона повышения степени идеальности, гласит в пару должны входить изделие и та часть инструмента, с помощью которой непосредственно ведется обработка изделия. Смысл правила инструмент тем идеальнее, чем его меньше (при сохранении эффективности), поэтому надо рассматривать только изделие и рабочую часть инструмента, как будто всего остального вообще нет. Тем самым мы от задачи переходим к ее модели. В данном случае модель выглядит так кубик и вокруг него агрессивная жидкость. Реально этого не может быть — жидкость прольется. Модель задачи — это мысленная, условная схема задачи, отражающая структуру конфликтчого участка системы. [c.71]

    Как следует из предыдущих рассуждений, для того чтобы выделить растворенный газ (пар) из жидкости, необходимо путем изменения технологических параметров вывести систему из состояния равновесия уменьшить скорость абсорбции и (или) увеличить скорость десорбции. Скорость абсорбции можно уменьшить только одним способом — понижением концентрации (или парциального давления) выделяемого компонента в газовой фазе, контактирующей с жидкостью. Реально существуют два технологических приема, позволяюыщх снизить концентрацию компонента в [c.26]

    Однако, как указывает Н. И. Гельнерин с сотрудниками [57], при псевдооншжении твердых частиц капельной жидкостью реально приближение к режиму, при котором твердые частицы идеально перемешаны, а жидкость движется в условиях идеального вытеснения. В таких условиях [c.100]

    Смысл, который придавал Д. И. Менделеев величине к, ясно изложен в следующих его высказываниях … подобно тому как для газов выражение У == 1 -г- / отвечает только первому приближению или так называе-мол. у кдеа.цьному газу, так и выражение V = (1 — kt) отвечает для жидкостей лишь первому приближению, идеальным жидкостям. Реальные газы и жидкости представляют от написанных выражений расширения отступления в ту или иную сторону . .. и там же лПо отношению к отступлению реальных жидкостей от идеальной формы расширения важнее всего заметить, что величина отступлений обыкновенно численно мала и для разных жидкостей имеет разный знак, подобно, наприл. ер, отступлениям реальных газов от закона Бойля-Мариотта)>. [c.80]

    Усредненные но большим промежуткам времени относительно большие концентраиин молекул существуют на расстояниях приблизительно 2,9, 4,5—5,3 и 6,4—7,8 А от каждой молекулы. Этот вывод согласуется с тетраэдральной конфигуранией молекул в жидкости. Реальная концентрация молекул вблизи [c.166]

    Влияние вязкости потока. Все методы гидродинамического расчета решеток профилей разработаны для идеальной жидкости. В действительности жидкость реальная, т. е. вязкая. Вязкость вызывает образование пограничного слоя на профилях, обратное влияние которого изменяет характер течения вокруг профиля. При обсекании профиля, имеющего кривизну (особенно работающего вдиффузорной решетке), на его выпуклой стороне пограничный слой всегда толще, чем на вогнутой, что вызывает соответствующее отклонение потока. Вследствие этого циркуляция скорости вокруг профиля в реальной жидкости всегда меньше, чем [c.255]

---

Понятия реальной и идеальной жидкости. Вязкость

Основной задачей гидродинамики является изучение законов движения жидкости. В гидродинамике широко используется понятие об идеальной жидкости. Решения, полученные для идеальной жидкости, применяются и для реальной с внесением необходимых поправок на ее свойства — в первую очередь на вязкость, а также иногда и на сжимаемость. Исследования в области гидродинамики заключаются преимущественно в нахождении основных величин — скоростей течения и давлений, возникающих в движущейся жидкости.  [c.64]
Распространим уравнение Бернулли для струйки невязкой (идеальной) жидкости на элементарную струйку вязкой (реальной) жидкости, полагая условно, что она находится во взаимодействии с соседними струйками и энергия от нее не передается другим струйкам. Такое уравнение необходимо -для получения практических решений, поскольку в действительности инженеру приходится обращаться с жидкостью вязкой, обладающей рядом свойств, которые не учитываются при использовании понятия об идеальной жидкости. В первую очередь следует отметить вязкость реальной жидкости, которая обусловливает сопротивление движению и, как следствие, вызывает потерю части энергии движущейся жидкости. При движении идеальной жидкости, в которой вязкость, следовательно, и сопротивления движению отсутствуют, полный напор по длине струйки постоянен.  [c.81]

Когда жидкость находится в состоянии покоя, в ней не проявляются силы вязкости. Следовательно, реальные жидкости, находящиеся в покое, будут характеризоваться свойствами, очень близкими к свойствам идеальной жидкости. Поэтому все задачи гидростатики, рассматриваемые с использованием понятия об идеальной жидкости, решаются с большой точностью.  [c.21]

Понятия реальной и идеальной жидкости. Вязкость  [c.9]

Изучение законов движения жидкостей и решение гидродинамических задач с учетом внутреннего трения представляет собой сложную задачу. Для упрощения вводится понятие об идеальной (невязкой) жидкости. Идеальной называется воображаемая модель реальной жидкости, которая характеризуется абсолютной неизменяемостью объема и полным отсутствием вязкости.  [c.5]

Для упрощения теоретических исследований и выводов Л. Эйлер ввел понятие идеальной жидкости, т. е. такой воображаемой жидкости, которая абсолютно подвижна, несжимаема и не обладает вязкостью, т. е. при движении в ней не возникают силы внутреннего трения. Следовательно, при перемещении идеальной жидкости по трубам отсутствуют потери энергии на трение. Так как силы трения в покоящейся реальной жидкости равны нулю, то ее свойства близки к идеальной.  [c.260]

Существуют понятия невязкой (идеальной) и вязкой (реальной) жидкостей, принятые в теоретических и практических расчетах. Идеальная жидкость — абстрактная модель жидкости, обладающая абсолютной жесткостью и отсутствием касательных напряжений (отсутствием вязкости), и вязкая жидкость, в которой при движении возникают касательные напряжения (напряжения трения).  [c.52]

Распространим уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости на элементарную струйку вязкой жидкости. Это необходимо для получения практических решений, поскольку в действительности инженеру приходится обращаться с жидкостью вязкой, обладающей рядом свойств, которые не учитываются при использовании понятия об идеальной жидкости. В первую очередь следут отметить вязкость реальной жидкости.  [c.118]

Для упрощения теоретического изучения законов поведения жидкостей в гидравлике пользуются понятием идеальная жидкость. Под идеальной понимают воображаемую жидкость, характеризуемую абсолютной несжимаемостью и полным отсутствием вязкости. Для распространения на реальные жидкости теоретических выводов, полученных для идеальных жидкостей, вводят поправкн или коэффициенты, полученные в ходе исследования реальных жидкостей.  [c.11]

Функциональные зависимости (43) характеризуются наличием большого числа переменных величин, раскрытие которых представляет собой сложную задачу, не поддающуюся решен1 Ю аналитическим путем. Поэтому для нахождения функций (43) используют понятие идеальной жидкости, т. е. лишенной вязкости, и принимают модель струйчатого движения жидкости, когда поток сформирован из множества элементарных струек. Основные уравнения гидродинамики, составленные для элементарной струйки, затем обобщают на целый поток идеальной жидкости. При распространении полученных таким путем закономерностей на случай движения реальной жидкости следует вводить эмпирические коэффициенты, учитывающие влияние сил трения.  [c.28]

Все реальные жидкости обладают свойством вязкости понятие об идеальной жидкссти должно быть таково, что она представляет предельный случай жидкости, вязкость которой стала бесконечно малой.  [c.88]

Задачи и вопросы, представленные в этой главе, относятся к фундаментальным понятиям и определениям современной аэродинамики. Приводимые сведения, связанные с такими понятиями и определениями, характеризуют силовое воздействие газообразной среды на движущиеся в ней тела. При этом рассматриваются случаи течения гипотетически идеальной среды, а также жидкости (газа), обладающей реальными свойствами вязкости. Проявление этих свойств связано с возникновением пограничного слоя, существенно влияющего на характер движения газа, обтекающего какие-либо тела.  [c.9]

При рассмотрении основных физических свойств капельных жидкостей было установлено, что жидкости, существующие в природе, или, как их обычно называют, реальные , или вязкие, обладают практически постоянной плотностью, а также очень малым сопротивлением касательным усилиям. Эти физические свойства реальных жидкостей позволили ввести в гидравлику понятие идеальной , или н е в я з к о й , жидкости, что произведено с целью облегчения решения многих задач и проблем гидромеханики и практической инженерной гидравлики. Итак, шдеаль-нот, или тевязкош, жидкостью называется такая условная жидкость, которая считается совершенно несжимаемой и нерасширяю-щейся, обладает абсолютной подвижностью частиц и в ней отсутствуют при ее движении силы внутреннего трения (т. е. силы вязкости равны нулю).  [c.15]

---

Понятие о жидкости и ее физических свойствах.

Что такое жидкость?



Поскольку гидравлика изучает законы равновесия и движения жидкости, необходимо определиться – что же такое жидкость и какими свойствами она обладает.
Согласно наиболее широко принятому определению, жидкостью называют агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе признаки как твердого, так и газообразного состояния, т. е. являющееся некоторой переходной формой от твердого состояния вещества к газообразному. При этом жидкость обладает определенным рядом свойств, не присущих другим агрегатным состояниям.
Это сплошная среда, способная легко изменять свою форму под действием даже небольших силовых факторов.

Если рассматривать микроструктуру жидкого вещества, то, в отличие от газообразных веществ, жидкие сохраняют достаточно устойчивые связи между внутренними частицами, но менее прочные, чем у твердых веществ. Именно благодаря ослаблению внутренних связей между частицами, жидкости могут легко изменять форму (деформироваться), практически не выдерживая внешних нагрузок.
Эта способность жидкости деформироваться под действием даже малых сил называются текучестью.
Кроме того, массивы жидкости не обладают прочностью и могут легко распадаться на более мелкие составные части, вплоть до мельчайших капель, поэтому классические жидкости обычно называют «капельными жидкостями».

Еще одним свойством жидкостей, отличающих их от газов, является ничтожно малая сжимаемость, т. е. они почти не изменяют свой объем при сжатии в замкнутом объеме (сосуде). Именно это свойство жидкостей широко используется в различных гидроприводах механизмов.

Физические свойства жидкостей

Жидкости характеризуются следующими основными физическими свойствами: плотностью, удельным весом, удельным объемом, сжимаемостью, вязкостью.

Плотностью (или удельной массой) ρ (кг/м³) любого вещества называют массу этого вещества, заключенную в единице объема. Это определение в полной мере относится и к жидкостям:

ρ = m/V

Так, например, для дистиллированной воды при температуре 4 °С плотность ρ равна 1000 кг/м³, т.е. в каждом кубометре объема вмещается 1000 кг воды.

Удельным весом γ (Н/м³) называют вес единицы объема жидкости:

γ = G/V = mg/(m/ρ) = ρg

Очевидно, что удельный вес связан с удельной массой величиной q — ускорения свободного падения, поскольку вес любого тела на поверхности Земли определяется формулой: G = mq.
Для дистиллированной воды при температуре 4 °С удельный вес γ ≈ 9810 Н/м³. Это означает, что каждый кубометр воды притягивается к Земле силой тяжести примерно равной 9810 Н.

Удельным объемом v (м³/кг) жидкости называют объем, занимаемый единицей массы жидкости:

v = V/m = 1/ρ

Объем жидкости существенно зависит от температуры: при ее повышении он увеличивается и наоборот — при охлаждении уменьшается (единственным известным исключением является вода, которая после охлаждения ниже +4 ˚С начинает расширяться).
Температурное изменение объема жидкости определяется температурным коэффициентом объемного расширения β_T (К^-1):

β_T = (ΔV/V)ΔT,

где: ΔV = V — V₁ = разность объемов после и до изменения температуры на величину ΔT.

Температурный коэффициент объемного расширения показывает, на какую часть от первоначального состояния изменяется первоначальный объем жидкости при изменении температуры на 1˚K.
Очевидно, что плотность жидкости тоже зависит от ее температуры:

ρ = m/V = m/(ΔV + V₁) = m/V₁(1 + β_TΔT) = ρ₁/(1 + β_TΔT).

где: ρ₁ плотность жидкости до изменения температуры на величину ΔT.

Пример решения задачи:

Определить плотность минерального масла при температуре 380 К, если при температуре 300 К она равна 0,893 кг/м³. Температурный коэффициент объемного расширения масла β_T = 0,0076 К^-1.

Решение: по приведенной выше формуле получаем:

ρ = = ρ₁/(1 + β_TΔT) = 0,893/[1+ 0,0078(380 — 300)] = 0,842 г/м³.

***



Сжимаемость (объемная сжимаемость, объемная упругость) – это способность жидкости изменять объем при сжатии, т. е. действием на нее давления. Объемная сжимаемость показывает, на какую величину изменится первоначальный объем жидкости при изменении оказываемого на нее давления на 1 Па.

Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости β_v.
Коэффициентом сжимаемости (объемного сжатия) называется отношение относительного изменения объема жидкости ΔV/V к изменению давления Δp:

β_v = — (ΔV/V)/Δp

Знак «минус» в формуле обусловлен тем, что положительному приращению давления р соответствует отрицательное приращение (т.е. уменьшение) объема V.
При изменении давления до 500 атм (49 МПа) коэффициент β_v для воды практически постоянен и равен 4,9×10^-10 м²/Н (Па^-1).

Величину, обратную объемной сжимаемости, называют модулем объемного сжатия (Па):

Е_ж = 1/β_v

Объемная сжимаемость не является постоянной характеристикой, она зависит от температуры жидкости и оказываемого на нее давления. Однако при давлениях, наиболее часто применяемых на практике в механизмах и устройствах, объемная сжимаемость жидкостей очень мала, и в обычных гидравлических расчетах ей пренебрегают, учитывая лишь в особых случаях, например, при расчетах некоторых гидроприводов, гидроавтоматики и явлениях гидроудара.

С упругими свойствами капельных жидкостей связаны, также, представления о сопротивлении жидкостей растяжению, т. е. деформации, обратной сжатию. Теоретически в капельных жидкостях могут возникать значительные напряжения растяжения, но в реальных жидкостях при наличии в них даже весьма незначительных примесей (твёрдые частицы, газы) уменьшает величину сопротивления жидкости растяжению практически до нуля.
По этой причине можно считать, что в капельных жидкостях напряжения растяжению невозможны.

***

Вязкостью называют свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) слоев жидкости. Это свойство обусловлено возникновением в движущейся жидкости сил внутреннего трения, которые не проявляются в покоящейся жидкости.
Силы трения возникают из-за сцепления между молекулами и всегда действуют по касательной к плоскости относительного перемещения слоев жидкости. По этой причине в подвижных жидкостях возникают касательные напряжения τ (Па):

τ = P_t/S = µ×dv/dn,

где: P_t – сила внутреннего трения (Н), между слоями жидкости, отстоящими друг от друга на бесконечно малом расстоянии dn; выражение dv/dn является градиентом скорости, характеризующим изменение скорости частиц жидкости в соседних слоях, отстоящих на расстоянии dn; S – площадь соприкосновения этих слоев, м²; µ — коэффициент пропорциональности, называемый динамической вязкостью.

Динамическая вязкость характеризует касательное напряжение, создаваемое силами внутреннего трения между слоями жидкости, отстоящими по нормали на расстояние 1 м при относительной скорости 1 м/с.
Динамическая вязкость показывает, какую работу на единицу объемного расхода жидкости надо совершить для преодоления сил внутреннего трения.
Единицей динамической вязкости является Па×с:

Па×с = Работа/Объемный расход = Н×м/(м³/с) = Дж×с/м³.

Кроме динамической вязкости, в практических расчетах часто пользуются понятием кинематической вязкости v (м²/с), которая представляет собой отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности:

v = µ/ρ

Вязкость капельных жидкостей зависит от многих факторов: температуры, внешнего давления, количества растворенного в жидкости газа. Вязкость многих масел уменьшается при многократном дросселировании через тонкие отверстия и щели различных элементов гидросистем.

Кинематическую вязкость жидкостей измеряют вискозиметрами.
Вискозиметр представляет собой U-образную стеклянную трубку, в колено которой впаян тонкий капилляр с двумя расширениями и меткой между ними. При измерении вязкости определяют время τ протекания исследуемой жидкости под действием силы тяжести через метку из одного расширения капилляра в другое, и применяют формулу:

v = agτ/9,807,    где а — постоянная вискозиметра.

***

Для упрощения теоретических исследований и выводов Л. Эйлер ввел понятие «идеальная жидкость» — воображаемая жидкость, которая обладает абсолютной подвижностью, несжимаема и не обладает вязкостью, т. е. при движении в ней не возникают силы внутреннего трения.
Для применения к реальным жидкостям теоретических выводов, полученных для идеальных жидкостей, вводят поправки или коэффициенты, установленные экспериментально.

***

Поверхностное натяжение жидкости

Когда мы говорим о жидкости как о сплошной среде, это вовсе не означает, что эта среда бесконечна и безгранична. Жидкое тело всегда имеет границы, это либо твёрдые стенки каналов, либо границы раздела с газообразной средой, либо это граница раздела между различными несмешивающимися жидкостями. Такие границы можно с полным правом называть естественными границами.

В некоторых случаях границы могут выделяться условно внутри самой движущейся жидкости.
На естественных границах в пограничном слое жидкости между молекулами самой жидкости и молекулами окружающей жидкость среды существуют силы притяжения, которые, в общем случае, могут оказаться не равными.

В то же время силы взаимодействия между остальными молекулами жидкости, находящимися внутри объёма, ограниченного пограничным слоем эти силы взаимно уравновешены. Таким образом, остаются не уравновешенными силы взаимодействия между молекулами, находящимися лишь во внешнем (пограничном слое).
Тогда в пограничном слое возникают напряжения, которые автоматически балансируют не сбалансированные силы притяжения. Такие напряжения называются поверхностным натяжением жидкости.

Этому напряжению будут соответствовать силы поверхностного натяжения. Под действием этих сил малые объёмы жидкости принимают сферическую форму (форму капли), соответствующей минимуму внутренней энергии; в трубках малого диаметра жидкость поднимается (или опускается) на некоторую высоту по отношению к уровню покоящейся жидкости. Последнее явление носит название капиллярности.

Жидкость в трубке малого диаметра (капилляре) будет подниматься, если жидкость по отношению к стенке капилляра будет смачивающей жидкостью, и наоборот, будет опускаться, если жидкость для стенки капилляра окажется не смачивающей.

Силы поверхностного натяжения малы и проявляются при малых объёмах жидкости. Величина напряжений на границе раздела зависит от температуры жидкости; при увеличении температуры внутренняя энергия молекул возрастает, уменьшается напряжение в пограничном слое жидкости и, следовательно, уменьшаются силы поверхностного натяжения.

***

Растворимость газов в капельных жидкостях

В реальных жидкостях всегда находится в растворённом состоянии газ. Это может быть воздух, азот, углеводородный газ, углекислота, сероводород и др.
Наличие газа растворённого в жидкости может оказывать как благоприятное воздействие (снижается вязкость жидкости, плотность и т.д.), так и неблагоприятные факторы.

Так при снижении давления из жидкости выделяется свободный газ, который может стать источником такого нежелательного явления как кавитация; выделяющийся газ может оказаться не безопасным для окружающей среды, огнеопасным и взрывоопасным (например, углеводородный газ).
Газ, растворённый в жидкости, как и газ в свободном состоянии может также способствовать коррозии стенок труб и оборудования, вызывать химические реакции, ведущие к образованию отложений твёрдых солей на стенках труб, накипей и др.
По этой причине знание особенностей и законов растворения газа в жидкости крайне желательно.

***

Основное уравнение гидростатики и закон Паскаля



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Режимы движения жидкости | Судовые вспомогательные механизмы и системы

Наука о движении жидкостей под действием внешних сил и о механическом взаимодействии жидкости и соприкасающихся с нею тел при их относительном движении называется гидродинамикой. Рассмотрим некоторые понятия и определения гидродинамики. Поток жидкости — ряд элементарных струек, движущихся в одном направлении в трубе. Живое сечение потока — перпендикулярное к основному направлению движения потока его поперечное сечение. Смоченный периметр — периметр поперечного сечения трубы, с которым соприкасается поток жидкости. Расход жидкости — количество жидкости, протекающей через живое сечение потока в единицу времени. Определяется по формуле Q = Fv, где F — площадь живого сечения, м²; v — скорость движения жидкости, м/с.

Установившееся течение — основные параметры (скорость и давление) потока жидкости в любой точке потока не изменяются во времени. Неустановившееся течение — скорость и давление в определенных точках потока жидкости непостоянные, т. е. меняются во времени. Равномерное течение осуществляется в потоке, имеющем по длине одинаковые живые сечения, при этом в соответствующих точках сечений скорости и давления одинаковы. Неравномерное течение — живое сечение по длине потока жидкости меняется или скорости и давления в живых сечениях распределяются неодинаково.

Существуют два режима течения реальной капельной жидкости: ламинарный (струйный) и турбулентный (вихревой). Когда отдельные слои жидкости при малых скоростях движения перемещаются независимо (обособленно) друг от друга, т. е. наблюдается стройное, а именно послойное движение жидкости, — режим называется ламинарный. После достижения определенной скорости движения жидкости слоистое течение ее нарушается и движение становится беспорядочным, бесформенным — турбулентным.

Английским ученым О. Рейнольдсом было доказано, что характер течения зависит от соотношения между скоростью потока, диаметром трубы и вязкостью жидкости. Безразмерный параметр, называемый числом или критерием Рейнольдса, определяется по выражению Re = vd/v, где v — средняя скорость потока, м/с; d — внутренний диаметр трубы, м; v — коэффициент кинематической вязкости, м²/с.

Переход из ламинарного режима в турбулентный (и наоборот) происходит при определенном критическом числе Рейнольдса. При значении Re меньше критического движение потока жидкости ламинарное, при значении больше критического — турбулентное. Ламинарному режиму течения жидкости по гладким металлическим цилиндрическим трубам соответствуют значения Re < 2200÷2300, турбулентному — Re > 2200÷2300. В судовых системах встречаются все виды движения жидкости.

При течении сплошного потока несжимаемой жидкости и установившемся движении в трубе, ограниченной твердыми стенками, расход жидкости в любом живом сечении трубы есть величина постоянная:
Q = F1v1 = F2v2 — · · · = Fnvn = const,       (1.2)
где F1 и F2 — площади разных сечений трубы; v1 и v2 — средние скорости течения жидкости в данном сечении трубы.

Уравнение (1.2) называется уравнением сплошности или неразрывности.

К установившемуся сплошному потоку несжимаемой идеальной жидкости, протекающей в жесткой трубе, применим закон сохранения энергии, т. е. энергия любой частицы струйки потока в любом его живом сечении есть величина постоянная и равна Еу = const, где Еу — энергия единицы массы (1 кг) текущей жидкости, или удельная энергия. В общем виде удельная энергия состоит из двух составляющих:
Еу = Еп + Ек,    (1.3)
где Еп — потенциальная энергия; Ек — кинетическая энергия. В свою очередь, Еп — z + p/ρ, где z — удельная энергия положения выделенной единицы массы относительно какой-либо плоскости сравнения, называемая геометрическим напором.

В различных живых сечениях потока геометрический напор может иметь разные значения. Энергия положения характеризует работу, которую может произвести масса 1 кг выделенной жидкости при свободном падении с данной высоты. Единица геометрического напора выражается высотой столба жидкости в метрах. Вторая составляющая уравнения (1.3) является удельной энергией давления, т. е. потенциальной энергией 1 кг жидкости, создаваемой гидростатическим давлением, и называется пьезометрическим напором.

Избыточный гидростатический напор
p = ρh,      (1.4)
где ρ — плотность жидкости; h — высота свободной поверхности жидкости от центра данного сечения. Из (1.4) следует, что h — = р/ρ. В рассматриваемых живых сечениях величина пьезометрических напоров равна
h2= p/ρ, h3 = p2/ρ, · · · , hн = pн/ρ     (1.5)
Кинетическая энергия жидкости Ек = 0,5mv2. Отнесенная к 1 кг массы жидкости, т. е. когда m = 1 /g, кинетическая энергия (скоростной напор) равна Ек = v2/(2g). Величина Ек может измеряться высотой столба жидкости. Это следует из определения скорости свободно падающего тела v — √ 2ghc, откуда hс =  v2/(2g)- Поэтому hc — это высота, падая с которой в среде, не имеющей сопротивления, 1 кг жидкости приобретает скорость v. В рассматриваемых живых сечениях потока скоростные напоры будут соответственно равны
Уравнение (1.7) называется уравнением Бернулли. Согласно этому уравнению полная удельная энергия идеальной жидкости в любом живом сечении элементарной струйки постоянна.

Рис. 1.1. К выводу уравнения Бернулли для идеальной жидкости

Рис. 1.2. Схема истечения жидкости из резервуара

На рис. 1.1 показаны картина истечения идеальной жидкости из резервуара по наклонной трубе переменного сечения (диаметры d1, d2, d3) и положение линий а—b—с—d—е—g, характеризующих энергетическое соотношение в различных сечениях потока. Так, в любом сечении трубы диаметром d1 кинетическая энергия (скоростной напор) жидкости hc1 больше кинетической энергии (скоростного напора) hс2 в любых сечениях трубы диаметром d2, тогда как потенциальная энергия (пьезометрический напор) h3 > h2.

Уравнение Бернулли можно истолковать и чисто геометрически. В самом деле, каждый член этого уравнения имеет линейную размерность. На рис. 1.1 можно заметить, что z1 и z2 — геометрические высоты сечений 1—1 и 2—2 над плоскостью сравнения, обозначенной условно 0—0; h2 и h3, а также hc1 и hc2 — соответственно пьезометрические и скоростные высоты в указанных сечениях.

При движении реальной (вязкой) жидкости скорости в сечении потока будут различны, что изменит значение энергии жидкости, проходящей в единицу времени через сечение потока. Неравномерность скоростей по сечению потока учитывается коэффициентом Кориолиса а, который равен 1,05—1,1 и в расчетах часто опускается.

Помимо учета неравномерности распределения скоростей по сечению потока для реальной жидкости необходимо учитывать потери напора на преодоление сопротивлений, которые обозначим hw. Тогда уравнение (1.7) примет вид
z1 + p1/ρ + a1v21/(2g) = z2 + p2/ρ + a2v22/(2g) + hw. (1.8)
Потеря напора hw при движении жидкости по трубопроводам, в свою очередь, состоит из потери напора по длине трубопровода hT и потери местных сопротивлений hм, т. е. hw = hт + hм.

Пользуясь уравнением Бернулли, рассмотрим случай установившегося течения жидкости по трубопроводу постоянного диаметра, присоединенному к резервуару, в котором поддерживается постоянное давление р2 и площадь сечения которого во много раз больше сечения трубопровода (v1v2 ≈ 0). Пусть в выходном сечении трубопровода действует постоянное давление р2 (рис. 1.2). Тогда на основании уравнения Бернулли можем написать z1 + (p1 — p2)/ρ = H = v2/(2g) или v = √2gR.

Контрольные вопросы
1.     Какие вы можете дать определения понятиям «судовое устройство»,  «судовая система», «вспомогательный механизм»?

2.     Какие свойства реальных жидкостей вы знаете?

3.     Что такое вязкость и в каких единицах она измеряется?

4.     Какие режимы течения реальной капельной жидкости вы знаете? Что такое критерий Рейнольдса и его значение при переходе от ламинарного режима к турбулентному?

5.     Какой физический смысл имеет уравнение Бернулли?

6.     Что такое расход жидкости и по какой формуле он определяется?

7.     В чем отличие геометрического напора от гидростатического?

8.     Что такое скоростной напор?

Напор (гидравлика) — это… Что такое Напор (гидравлика)?

Напор (гидравлика)

Напо́р, в гидравлике и гидродинамике — давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости над выбранным уровнем отсчёта. Выражается в линейных единицах.

Полный запас удельной энергии потока (полный напор) определяется уравнением Бернулли и включает в себя:

• высоту рассматриваемой точки над плоскостью отсчёта (гидростатический напор),
• давление жидкости, обусловленное скоростью потока (скоростной напор).

Вдоль потока напор уменьшается. Разность напора в двух поперечных сечениях потока реальной жидкости называется потерянным напором.

Понятие о напоре используется при проектировании гидротехнических сооружений и решении многих задач гидравлики и гидродинамики. В электронно-гидравлической аналогии (см. en:Hydraulic analogy) гидравлический напор аналогичен электрическому напряжению (в то время как скорость потока аналогична силе тока). Потеряный напор аналогичен падению напряжения или разности потенциалов.

Wikimedia Foundation. 2010.

• Напор
• Напорный водоносный горизонт

Смотреть что такое «Напор (гидравлика)» в других словарях:

• Напор — (в гидравлике и гидромеханике)  величина давления жидкости (или газа), выражаемая высотой столба жидкости (газа) над выбранным уровнем отсчёта; измеряется в линейных единицах (метрах). Либо же  энергия, отнесенная к единице веса… …   Википедия

• Гидравлика — I см. Газовое производство. II есть учение о движении жидкостей, приноровленное к практическим целям. Искусство управлять движением вод в естественных и искусственных руслах и резервуарах, а также пользоваться течением воды и ветром для… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

• Напор —         в гидравлике, линейная величина, выражающая удельную (отнесённую к единице веса) энергию потока жидкости в данной точке. Полный запас удельной энергии потока Н (полный Н.) определяется Бернулли уравнением:                  где z высота… …   Большая советская энциклопедия

• Подземная гидравлика — (подземная гидродинамика)  наука о движении нефти, воды, газа и их смесей (флюидов) через горные породы, имеющие пустоты, которые могут представлять собой поры или трещины. Теоретической основой ПГ является теория фильтрации, описывающая… …   Википедия

• СО 34.21.308-2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения — Терминология СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения: 3.10.28 аванпорт: Ограниченная волнозащитными дамбами акватория в верхнем бьефе гидроузла, снабженная причальными устройствами и предназначенная для размещения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Основное уравнение гидростатики — Основным законом (уравнением) гидростатики называется уравнение[1]: , где   гидростатическое давление (абсолютное или избыточное) в произвольной точке жидкости,   плотность жидкости,   ускорение свободного падения …   Википедия

• Закон Бернулли — является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости: Здесь   плотность жидкости,   скорость потока,   высота, на которой находится рассматриваемый… …   Википедия

• ВОДОСНАБЖЕНИЕ — ВОДОСНАБЖЕНИЕ. I. Водоснабжение населенных мест. Цель и назначение водоснабжения. В. организованное и регулярное доставление массовому потребителю воды установл. качества и в определенном количестве, обеспечивающем с той или иной полнотой… …   Большая медицинская энциклопедия

• Гидравлический уклон — Гидравлический уклон  это величина, характеризующая собой потерю напора на единицу длины русла. При постоянной скорости течения и одинаковой высоте русла (то есть, при горизонтальном русле) гидравлический уклон может быть определён по… …   Википедия

• ГИДРОАЭРОМЕХАНИКА — раздел механики, изучающий движение жидкостей и газов в условиях, при которых не имеют практического значения различия в сжимаемости. Такой единый подход возможен, поскольку благодаря своей текучести жидкие и газообразные среды ведут себя… …   Энциклопедия Кольера

фаз материи

Вся материя состоит из атомов. Каждое вещество (кислород, свинец, серебро, неон …) имеет уникальный номер протоны, нейтроны и электроны. Кислород, например, имеет 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов. Водород имеет 1 протон и 1 электрон. Отдельные атомы могут соединяются с другими атомами с образованием молекул. Молекулы воды содержат два атома водорода H и один атом кислорода O . и химически называется h3O .Кислород и азот — основные компоненты воздух и встречаются в природе как двухатомных (двухатомных) молекул. Независимо от типа молекулы обычно имеет значение существует в виде твердого тела, жидкости или газа . Мы называем это свойство материи фазой материи. Три нормальные фазы материи обладают уникальными характеристиками, которые перечислены на горка.

Цельный

В твердой фазе молекулы тесно связаны друг с другом. молекулярными силами.Твердое тело сохраняет свою форму, и объем твердого тела фиксируется формой твердого тела.

Жидкость

В жидкой фазе молекулярные силы слабее, чем в твердой. Жидкость примет форму контейнера со свободной поверхностью в гравитационном поле. В условиях микрогравитации жидкость образует шар внутри свободной поверхности. Несмотря на силы тяжести жидкость имеет фиксированный объем.

Газ

В газовой фазе молекулярная силы очень слабые.Газ наполняет свой контейнер, забирая оба форма и объем емкости.

Жидкости (жидкости и газы)

Жидкости и газы называются жидкостями , потому что их можно заставить течь или двигаться. В любой жидкости сами молекулы находятся в постоянном беспорядочном движении, сталкиваясь с друг друга и со стенками любой емкости. Описано движение жидкостей и реакция на внешние силы. посредством Уравнения Навье-Стокса, которые выражают сохранение масса, импульс, и энергия.Движение твердых тел и реакция на внешние силы описываются формулами Законы движения Ньютона.

Любое вещество может находиться в любой фазе. Под стандартные атмосферные условия, вода существует в виде жидкости. Но если мы снизим температура ниже 0 градусов Цельсия или 32 градусов по Фаренгейту, вода меняет свой фаза в твердое тело, называемое льдом. Аналогично, если мы нагревать объем воды выше 100 градусов по Цельсию или 212 градусов по Фаренгейту, вода превращает свою фазу в газ, называемый водяным паром.Изменения в фазе материи — это физических изменений , а не химические изменения. Молекула водяного пара имеет такой же химический состав. состав, h3O , в виде молекулы жидкой воды или молекулы льда.

При обучении газы, мы можем исследовать движения и взаимодействия отдельных молекул, или мы можем исследовать крупномасштабное действие газа в целом. Ученые говорят о крупномасштабном движении газ в макромасштабе и индивидуальный молекулярный движения как микромасштаб .Некоторое явление легче понимать и объяснять на основе макромасштаба, в то время как другие явления легче объяснить в микромасштабе. Макро шкала расследования основаны на вещах, которые мы можем легко наблюдать и измерить. Но исследования в микромасштабе основаны на довольно простые теории, потому что на самом деле мы не можем наблюдать за движением отдельной молекулы газа. Макро и микро Масштабные исследования — это всего лишь два взгляда на одно и то же.

Плазма — «четвертая фаза»

Три нормальные фазы материи, перечисленные на слайде, были известны. много лет учился на уроках физики и химии.В последнее время мы начали исследуют материалы при очень высоких температурах и давлениях, которые обычно происходят на Солнце или при возвращении из космоса. В этих условиях сами атомы начинают разрушаться; электроны оторваны от их орбита вокруг ядра, оставляя положительно заряженный ион позади. Полученная смесь нейтральных атомов, свободных электронов и заряженных ионов называется плазмой . Плазма обладает некоторыми уникальными качествами, которые заставляет ученых относить это к «четвертой фазе» материи.Плазма — это жидкость, такая как жидкость или газ, но из-за присутствующих заряженных частиц в плазме он реагирует на электромагнитные силы и генерирует их. Там уравнения гидродинамики, называемые уравнениями Больцмана, которые включают электромагнитные силы с нормальными жидкостными силами Навье-Стокса уравнения. НАСА в настоящее время занимается исследованием использования плазмы. для ионной двигательной установки.

---

Деятельность:

---

Экскурсии с гидом

---

Навигация..

Руководство для начинающих Домашняя страница

Это твердое тело … Это жидкость … Это Oobleck!

Ключевые концепции
Жидкости и твердые вещества
Вязкость
Давление

Из Национальных стандартов естественнонаучного образования : Свойства объектов и материалов

Введение
Почему так сложно выбраться из зыбучих песков? Это твердая? Это жидкость? Может быть и то, и другое? В этом упражнении вы будете делать вещество, похожее на зыбучий песок, но гораздо веселее.Поиграйте с ним и выясните, чем он отличается от обычного жидкого и нормального твердого вещества .

Другие, более знакомые вещества меняют свое состояние (от твердых тел к жидкостям и к газам), когда мы меняем температуру, например, замораживание воды в лед или ее кипячение в пар. Но эта простая смесь показывает, как изменение давления вместо температуры может изменить свойства некоторых материалов.

Фон
Приложение давления к смеси увеличивает ее вязкость (густоту).При быстром прикосновении к поверхности Oobleck она становится твердой, потому что частицы кукурузного крахмала сжимаются вместе. Но медленно окуните руку в смесь и посмотрите, что произойдет — ваши пальцы скользят внутрь так же легко, как сквозь воду. При медленном движении частицы кукурузного крахмала успевают отойти в сторону.

Oobleck и другие вещества, зависящие от давления (такие как Silly Putty и зыбучие пески), не являются жидкостями, такими как вода или масло. Они известны как неньютоновские жидкости. Забавное название этого вещества происходит от имени доктора Х.Книга Сьюза называлась Бартоломью и Облек .

Материалы
• 1 стакан воды
• 1-2 стакана кукурузного крахмала
• Чаша для смешивания
• Пищевой краситель (по желанию)

Приготовление
• Налейте в чашу для смешивания одну чашку кукурузного крахмала и окуните в нее руки. Вы чувствуете, насколько гладкая пудра? Он состоит из сверхмелких частиц.
• Теперь влейте воду, медленно перемешивая.Продолжайте добавлять воду, пока смесь не станет густой (и не затвердеет, когда вы постучите по ней). Добавьте больше кукурузного крахмала, если он станет слишком жидким, и больше воды, если он станет слишком густым.
• При желании добавьте несколько капель пищевого красителя. (Если вы хотите изменить оттенок Oobleck, проще добавить краситель в воду, прежде чем смешивать ее с кукурузным крахмалом.)
• Oobleck нетоксичен, но будьте осторожны при выполнении любой научной деятельности. Будьте осторожны, чтобы не попасть в глаза, и мойте руки после работы с Oobleck.

Процедура
• Закатайте рукава и приготовьтесь запачкаться! Быстро опустите руки в Oobleck, а затем медленно опустите в него руки. Обратите внимание на разницу!
• Держите горсть в открытой ладони — что происходит?
• Попробуйте сжать его в кулаке или покрутить в руках — как он ведет себя по-другому?
• Медленно перемещайте пальцы в смеси, затем попробуйте двигать ими быстрее.
• Что еще вы можете сделать, чтобы проверить свойства смеси?
• Extra: Если у вас есть большая пластиковая корзина или таз, вы можете приготовить большую партию Oobleck.Умножьте количество каждого ингредиента на 10 или более и перемешайте. Снимите обувь и носки и попробуйте постоять в Oobleck! Можете ли вы пройти по ней, не утонув в ней? Позвольте ногам опуститься, а затем попробуйте пошевелить пальцами ног. Что происходит?

Читайте наблюдения, результаты и другие ресурсы.

Наблюдения и результаты
Что происходит, когда вы сжимаете Oobleck? Что происходит, когда вы отпускаете давление? Oobleck напоминает вам что-нибудь еще?

Смесь Oobleck — это не обычная жидкость или твердое вещество.Смесь кукурузного крахмала и воды создает жидкость, которая действует больше как зыбучий песок, чем вода: приложение силы (сжатие или постукивание) заставляет ее становиться более густой. Если бы вы оказались в ловушке с Облеком, какой был бы лучший способ выбраться?

Поделитесь своими наблюдениями и результатами Oobleck! Оставьте комментарий ниже или поделитесь своими фотографиями и отзывами на странице Scientific American в Facebook .

Очистка
Вымойте руки водой.Добавьте в смесь много воды, прежде чем слить ее в канализацию. Вытрите весь засохший кукурузный крахмал сухой тканью, а затем удалите остатки влажной губкой.

Больше для изучения
«Что такое Jell-O?» из Scientific American
«Спросите экспертов: что такое зыбучие пески?» из Scientific American
Обзор «Состояния материи» из Диалога для детей Общественного телевидения Айдахо
Мероприятия со слизью и слизью от Американского химического общества «Наука для детей»
Облек, слизь и танцующие спагетти: Двадцать потрясающих домашних научных экспериментов, вдохновленных любимыми детскими книгами Дженнифер Уильямс, 4–8 лет
Книга «Простые научные эксперименты для детей»: исследуйте мир науки с помощью быстрых и простых экспериментов! Автор: J.Элизабет Миллс, 9–12 лет

Далее…
Магия гравитации

Что вам понадобится
• Монета
• Бутылка, банка или канистра с небольшим верхним отверстием (больше, но не намного больше, чем монета)
• карточка для заметок размером 3 на 5 дюймов или другой прочный лист бумаги
• Ножницы
• Лента
• Ручка или карандаш
• Вода (по желанию)

8.2: Твердые тела и жидкости — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

• Для описания твердой и жидкой фаз.

Твердые тела и жидкости вместе называются конденсированными фазами , потому что их частицы находятся в виртуальном контакте. Однако между двумя государствами мало что общего.

Твердые вещества

В твердом состоянии отдельные частицы вещества находятся в фиксированных положениях по отношению друг к другу, потому что тепловой энергии недостаточно для преодоления межмолекулярных взаимодействий между частицами. В результате твердые тела имеют определенную форму и объем. Большинство твердых веществ твердые, но некоторые (например, воски) относительно мягкие.Многие твердые тела, состоящие из ионов, также могут быть довольно хрупкими.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Кристаллическая структура кластера кристаллов кварца. Некоторые крупные кристаллы выглядят так из-за правильного расположения атомов (ионов) в их кристаллической структуре. из Википедии.

Составляющие твердые тела частицы обычно расположены в виде регулярного трехмерного массива чередующихся положительных и отрицательных ионов, называемого кристаллом. Эффект от этого регулярного расположения частиц иногда виден макроскопически, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).Некоторые твердые тела, особенно состоящие из больших молекул, не могут легко организовать свои частицы в такие правильные кристаллы и существуют как аморфные (буквально «бесформенные») твердые тела. Стекло — один из примеров аморфного твердого тела.

Жидкости

Если частицы вещества обладают достаточной энергией для частичного преодоления межмолекулярных взаимодействий, тогда частицы могут перемещаться друг относительно друга, оставаясь в контакте. Это описывает жидкое состояние. В жидкости частицы все еще находятся в тесном контакте, поэтому жидкости имеют определенный объем.Однако, поскольку частицы могут довольно свободно перемещаться друг относительно друга, жидкость не имеет определенной формы и принимает форму, определяемую ее контейнером.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): образование сферической капли жидкой воды минимизирует площадь поверхности, что является естественным результатом поверхностного натяжения жидкостей. из Википедии.

Газы

Если у частиц вещества достаточно энергии, чтобы полностью преодолеть межмолекулярные взаимодействия, тогда частицы могут отделяться друг от друга и беспорядочно перемещаться в пространстве.Как и жидкости, газы не имеют определенной формы, но, в отличие от твердых тел и жидкостей, газы также не имеют определенного объема.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): представление состояний твердого тела, жидкости и газа. Твердое тело имеет определенный объем и форму, жидкость имеет определенный объем, но не имеет определенной формы, а газ не имеет определенного объема или формы.

Переход от твердого вещества к жидкости обычно не приводит к значительному изменению объема вещества. Однако переход от жидкости к газу значительно увеличивает объем вещества в 1000 или более раз.На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показаны различия между твердыми телами, жидкостями и газами на молекулярном уровне, а в таблице \ (\ PageIndex {1} \) перечислены различные характеристики этих состояний.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Характеристики трех состояний материи

Характеристика	цельный	Жидкость	Газ
форма	определенный	неопределенный	неопределенный
объем	определенный	определенный	неопределенный
относительная сила межмолекулярного взаимодействия	сильный	умеренный	слабый
относительное положение частиц	в контакте и фиксируется на месте	в контакте, но не фиксируется	не в контакте, случайные позиции

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Какое состояние или состояния материи описывает каждое утверждение?

1. Это состояние имеет определенный объем.
2. Это состояние не имеет определенной формы.
3. Это состояние позволяет отдельным частицам перемещаться, оставаясь в контакте.

Решение

1. Это утверждение описывает жидкое или твердое состояние.
2. Это утверждение описывает жидкое или газовое состояние.
3. Это утверждение описывает жидкое состояние.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Какое состояние или состояния материи описывает каждое утверждение?

1. В этом состоянии отдельные частицы находятся в фиксированном положении по отношению друг к другу.
2. В этом состоянии отдельные частицы находятся далеко друг от друга в космосе.
3. Это состояние имеет определенную форму.

Ответ

а. твердый

г. газ

г. твердый

Присматриваясь: вода, самая важная жидкость

Земля — ​​единственное известное тело в нашей солнечной системе, на поверхности которого свободно находится жидкая вода. Это хорошо, потому что жизнь на Земле была бы невозможна без жидкой воды.

Вода обладает рядом свойств, которые делают ее уникальным веществом среди веществ. Это отличный растворитель; он растворяет многие другие вещества и позволяет этим веществам реагировать, когда они находятся в растворе. Фактически, воду иногда называют универсальным растворителем из-за этой способности. Вода имеет необычно высокие температуры плавления и кипения (0 ° C и 100 ° C соответственно) для такой небольшой молекулы. Точки кипения молекул аналогичного размера, таких как метан (BP = -162 ° C) и аммиак (BP = -33 ° C), более чем на 100 ° ниже.Хотя молекулы воды являются жидкостью при нормальных температурах, они испытывают относительно сильное межмолекулярное взаимодействие, которое позволяет им поддерживать жидкую фазу при более высоких температурах, чем ожидалось.

В отличие от большинства веществ, твердая форма воды менее плотная, чем ее жидкая форма, что позволяет льду плавать по воде. Наиболее энергетически выгодная конфигурация молекул H ₂ O — это такая, в которой каждая молекула связана водородными связями с четырьмя соседними молекулами. Из-за тепловых движений этот идеал никогда не достигается в жидкости, но когда вода замерзает до состояния льда, молекулы располагаются в точно таком же виде в кристалле льда.Такое расположение требует, чтобы молекулы были несколько дальше друг от друга, чем в противном случае; как следствие, лед, в котором водородные связи максимальны, имеет более открытую структуру и, следовательно, более низкую плотность, чем вода.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Трехмерные виды типичной локальной структуры жидкой воды (слева) и льда (справа).

Вот трехмерные изображения типичной локальной структуры воды (слева) и льда (справа). Обратите внимание на большую открытость структуры льда, которая необходима для обеспечения максимальной степени водородных связей в однородной протяженной кристаллической решетке.Структура жидкой воды очень похожа, но в жидкости водородные связи постоянно разрываются и образуются из-за быстрого движения молекул. Поскольку лед менее плотен, чем жидкая вода, реки, озера и океаны замерзают сверху вниз. Фактически, лед образует защитный поверхностный слой, который изолирует остальную воду, позволяя рыбам и другим организмам выживать на нижних уровнях замерзшего озера или моря. Если бы лед был плотнее жидкости, лед, образующийся на поверхности в холодную погоду, тонул бы так же быстро, как и образовался.Водоемы замерзали бы снизу вверх, что было бы смертельным для большинства водных существ. Расширение воды при замерзании также объясняет, почему автомобильные или лодочные двигатели необходимо защищать «антифризом» и почему незащищенные трубы в домах ломаются, если им дают замерзнуть.

Вода также требует необычно большого количества энергии для изменения температуры. В то время как 100 Дж энергии изменят температуру 1 г Fe на 230 ° C, это же количество энергии изменит температуру 1 г H ₂ O только на 100 ° C.Таким образом, вода медленно меняет свою температуру по мере добавления или удаления тепла. Это оказывает серьезное влияние на погоду, поскольку на штормовые системы, такие как ураганы, может оказывать влияние количество тепла, которое может накапливать океанская вода.

Эти свойства влияют на влияние воды на окружающий нас мир. Разве не удивительно, что такая маленькая молекула может иметь такое большое влияние?

Ключевые вынос

• Твердые и жидкие фазы — это фазы, которые обладают собственными уникальными свойствами.

Упражнение по обзору концепции

1. Чем отличаются силы межмолекулярных взаимодействий в твердых телах и жидкостях?

Ответ

1. Твердые тела имеют более сильные межмолекулярные взаимодействия, чем жидкости.

Упражнения

1. Каковы общие свойства твердых тел?

2. Каковы общие свойства жидкостей

3. Каковы общие свойства газов?

4. Какая фаза или фазы имеют определенный объем? Какая фаза или фазы не имеют определенного объема?

5. Назовите обычное вещество, которое в твердом состоянии образует кристалл.

6. Назовите обычное вещество, которое в твердом состоянии образует аморфное твердое тело.

7. Могут ли вещества с сильным межмолекулярным взаимодействием быть твердыми при более высоких или более низких температурах? Объяснять.

8. Могут ли вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием быть жидкостями при более высоких или более низких температурах? Объяснять.

9. Укажите два сходства между твердым и жидким состояниями.

10. Укажите два различия между твердым и жидким состояниями.

11. Если отдельные частицы движутся относительно друг друга, вещество может находиться в состоянии _______ или ________, но, вероятно, не в состоянии _______.

12. Если отдельные частицы контактируют друг с другом, вещество может находиться в состоянии ______ или _______, но, вероятно, не в состоянии ______.

Ответы

1. твердый, удельного объема и формы, высокая плотность, не поддается сжатию

2. фиксированный объем, нет определенной формы, высокая плотность, отдельные молекулы касаются друг друга, но случайным образом

3. переменный объем и форма, низкая плотность, сжимаемая

4. твердое и жидкое вещество имеют определенный объем; газ не имеет определенного объема

5. натрия хлорид (ответы будут разными)

6.стекло

7. При более высоких температурах их межмолекулярные взаимодействия достаточно сильны, чтобы удерживать частицы на месте.

8. Вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием, вероятно, будут жидкими при более низких температурах. Их силы притяжения легче разрушаются, поэтому они легче тают.

9. высокой плотности; определенный объем

10. Твердые тела имеют определенную форму, а жидкости — нет.В твердых телах молекулы занимают фиксированные позиции в узоре, в то время как в жидкостях молекулы движутся в случайном порядке.

11. жидкость; газ; твердый

12. твердый; жидкость; газ

Что случилось с этим: причудливая жидкость, которая иногда действует как твердое вещество

Когда я был ребенком, моя мать иногда давала мне и моим младшим братьям большую тазу олежевого, говоря нам, чтобы мы пошли поиграть на улице и устроить беспорядок.

Облек — это молочно-белое блестящее вещество, известное как неньютоновская жидкость.Когда вы наливаете ее, она течет, как густая краска, но растирая ее рукой, образуется жесткая кожа. Сожмите немного в ладони, и он превратится в твердый шарик. Но как только вы отпустите его, слизь стекает по вашим пальцам в виде кашицы. Это отвратительно, это весело, и любой ребенок будет захвачен его волшебной способностью переключаться между твердым телом и жидкостью.

Oobleck на самом деле представляет собой довольно простую смесь кукурузного крахмала и воды. Его общепринятое название (которое, как я позже узнал, не все дети называют) происходит от имени доктора Х.История Сьюза, Варфоломей и Облек , где маленькому мальчику исполняется желание, чтобы с неба упало что-то, кроме дождя или снега. Вскоре персонажей книги Сьюза нужно будет спасти от этой липкой новой формы осадков, но реальный облек гораздо более благоприятен и интересен с научной точки зрения.

Сами по себе, скучная старая вода и кукурузный крахмал, похоже, не смогли бы создать такой интересный продукт. Но соберите их вместе, и они образуют неньютоновскую жидкость.Чтобы по-настоящему понять эти материалы, нам нужно знать их противоположность, то есть ньютоновскую жидкость.

Британский эрудит и герой Просвещения Исаак Ньютон изучал множество вещей: оптику, гравитацию, волны, математику, астрономию, историю, религию, алхимию и так далее. Затем в свободное время он исследовал, как текут жидкости, и, таким образом, назвал в его честь целую ветвь гидродинамики. Ньютон наблюдал, как обычные жидкости, такие как вода, текут одинаково, независимо от того, насколько сильно вы их подвергаете.Вставьте палочку для перемешивания в чашку с водой и помашите ею. Вязкость воды — насколько она гладкая или липкая — остается неизменной.

Довольно просто, да? Так работают многие жидкости, с которыми мы регулярно взаимодействуем: вода, молоко, масло или сок. Но есть также много обычных жидкостей, которых нет. Это неньютоновские жидкости; вещества, вязкость которых изменяется в зависимости от того, какое давление на них вы оказываете.

Например, переверните таз с густым йогуртом вверх дном, и он начнет медленно вытекать.Но сначала встряхните йогурт, и его вязкость уменьшится, что позволит ему выливаться намного легче. Еще один пример — зубная паста, кондиционер и кетчуп. Обычно они сидят на дне контейнера, как твердый крем. Они липкие, вязкость у них высокая. Но таким веществам на самом деле просто нужно немного толкнуть, чтобы они растеклись. Вы должны приложить достаточную силу, чтобы преодолеть внутреннее трение, которое удерживает их в неподвижном состоянии, например, дав им сдавливание, которое снижает их вязкость.Затем их можно легко выдавить из тюбика, бутылки или пакета.

Элементы могут быть твердыми и жидкими одновременно

Ученые открыли новое состояние физической материи, в котором атомы могут существовать как в твердом, так и в жидком состоянии одновременно.

До сих пор считалось, что атомы в физическом материале обычно находятся в одном из трех состояний — твердом, жидком или газообразном. Однако исследователи обнаружили, что некоторые элементы в экстремальных условиях могут приобретать свойства как твердого, так и жидкого состояния.

Применение высоких давлений и температур к калию — простому металлу — создает состояние, в котором большинство атомов элемента образуют твердую решетчатую структуру. Однако структура также содержит второй набор атомов калия, находящихся в жидком расположении.

Считается, что при правильных условиях более полдюжины элементов, включая натрий и висмут, могут существовать в недавно открытом состоянии, говорят исследователи.

До сих пор было неясно, представляют ли необычные структуры отдельное состояние материи или существуют как стадии перехода между двумя различными состояниями.

Группа ученых из Эдинбургского университета использовала мощное компьютерное моделирование для изучения существования государства, известного как государство с плавлением цепей. Моделирование поведения до 20 000 атомов калия в экстремальных условиях показало, что образовавшиеся структуры представляют новое стабильное состояние вещества.

По словам ученых, приложение давления к атомам приводит к образованию двух связанных между собой твердых решетчатых структур. Химические взаимодействия между атомами в одной решетке сильны, что означает, что они остаются в твердой форме, когда структура нагревается, в то время как другие атомы плавятся в жидкое состояние.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , было поддержано Европейским исследовательским советом и Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам. Работа проводилась в сотрудничестве с учеными из Сианьского университета Цзяньтун в Китае.

Доктор Андреас Херманн из Школы физики и астрономии Эдинбургского университета, который руководил исследованием, сказал: «Калий — один из самых простых металлов, который мы знаем, но если его сжать, он образует очень сложные структуры.Мы показали, что это необычное, но стабильное состояние является частично твердым, а частично жидким. Воспроизведение этого необычного состояния в других материалах может иметь самые разные применения «.

###

---

---

Журнал

Труды Национальной академии наук

Заявление об ограничении ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

элементов могут быть твердыми и жидкими одновременно — ScienceDaily

Ученые открыли новое состояние физического вещества, в котором атомы могут существовать как твердое, так и жидкое одновременно.

Применение высоких давлений и температур к калию — простому металлу — создает состояние, в котором большинство атомов элемента образуют твердую решетчатую структуру. Однако структура также содержит второй набор атомов калия, находящихся в жидком расположении.

Считается, что при правильных условиях более полдюжины элементов, включая натрий и висмут, могут существовать в недавно открытом состоянии, говорят исследователи.

До сих пор было неясно, представляют ли необычные структуры отдельное состояние материи или существуют как стадии перехода между двумя различными состояниями.

Группа ученых из Эдинбургского университета использовала мощное компьютерное моделирование для изучения существования государства, известного как государство с плавлением цепей.Моделирование поведения до 20 000 атомов калия в экстремальных условиях показало, что образовавшиеся структуры представляют новое стабильное состояние вещества.

По словам ученых, приложение давления к атомам приводит к образованию двух связанных между собой твердых решетчатых структур. Химические взаимодействия между атомами в одной решетке сильны, что означает, что они остаются в твердой форме, когда структура нагревается, в то время как другие атомы плавятся в жидкое состояние.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , было поддержано Европейским исследовательским советом и Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам.Работа проводилась в сотрудничестве с учеными из Сианьского университета Цзяньтун в Китае.

Доктор Андреас Херманн из Школы физики и астрономии Эдинбургского университета, который руководил исследованием, сказал: «Калий — один из самых простых металлов, который мы знаем, но если его сжать, он образует очень сложные структуры. Мы показали, что это необычное, но стабильное состояние частично является твердым, а частично жидким. Воспроизведение этого необычного состояния в других материалах может иметь самые разные применения.«

История Источник:

Материалы предоставлены Эдинбургским университетом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Новая фаза материи твердая и жидкая одновременно

Твердое, жидкое, газообразное… и что-то еще? В то время как большинство из нас узнает всего о трех состояниях материи в начальной школе, физики открыли несколько экзотических разновидностей, которые могут существовать в условиях экстремальной температуры и давления.

Теперь команда использовала тип искусственного интеллекта, чтобы подтвердить существование причудливого нового состояния материи, в котором атомы калия проявляют свойства как твердого тела, так и жидкости одновременно. Если бы вам каким-то образом удалось вытащить кусок такого материала, он, вероятно, выглядел бы как твердый блок, из которого вытекает расплавленный калий, который в конечном итоге полностью растворяется.

«Это все равно что держать губку с водой, которая начинает капать, но губка тоже сделана из воды», — говорит соавтор исследования Андреас Херманн, физик по конденсированным веществам из Эдинбургского университета, чья команда описывает работу на этой неделе. в труде Национальной академии наук .

Необычное состояние калия могло существовать в условиях мантии Земли, но этот элемент обычно не встречается в чистом виде и обычно связан с другим материалом. Подобное моделирование может помочь изучить поведение других минералов в таких экстремальных условиях.

Земля 101

Земля — ​​единственная известная планета, на которой существует жизнь. Узнайте происхождение нашей родной планеты и некоторые ключевые ингредиенты, которые помогают сделать это синее пятнышко в космосе уникальной глобальной экосистемой.

Дырявый кристалл

Металлы, такие как калий, довольно просты на микроскопическом уровне. В форме сплошного стержня атомы элемента соединяются в упорядоченные ряды, которые хорошо проводят тепло и электричество. Долгое время исследователи считали, что они могут легко предсказать, что может произойти с такими кристаллическими структурами под давлением.

Но около 15 лет назад ученые обнаружили, что натрий — металл со свойствами, подобными калию, — при сжатии делает что-то странное.При давлении в 20 000 раз превышающем давление на поверхности Земли, натрий превратился из серебристого блока в прозрачный материал, который не проводил электричество, а скорее препятствовал его течению. Изучив натрий рентгеновскими лучами, ученые смогли увидеть, что его атомы приняли сложное кристаллическое образование вместо простого.

Калий также подвергался тщательной экспериментальной проверке. При сжатии до подобных пределов его атомы образуют сложную форму — пять цилиндрических трубок, образующих X-образную форму, с четырьмя длинными цепями, сидящими на изгибах этого узла, почти как два отдельных и не переплетающихся материала.

«Каким-то образом эти атомы калия решают разделиться на две слабо связанные подрешетки», — говорит Германн. Но когда ученые увеличили температуру, рентгеновские снимки показали, что четыре цепи исчезают, и исследователи спорили о том, что именно происходит.

Герман и его коллеги обратились к моделированию, чтобы выяснить это, используя так называемую нейронную сеть — машину с искусственным интеллектом, которая учится предсказывать поведение на основе предыдущих примеров. После обучения на небольших группах атомов калия нейронная сеть изучила квантовую механику достаточно хорошо, чтобы моделировать коллекции, содержащие десятки тысяч атомов.

Компьютерные модели подтвердили, что при давлении от 20000 до 40000 атмосферное давление и температуре от 400 до 800 Кельвинов (от 260 до 980 градусов по Фаренгейту) калий переходит в так называемое цепочечно-расплавленное состояние, при котором цепи растворяются в жидкости, а оставшийся калий. кристаллы остались твердыми.

Ученые впервые показали, что такое состояние термодинамически стабильно для любого элемента.

Метод машинного обучения, разработанный командой, может быть полезен при моделировании поведения других веществ, говорит Мариус Миллот, изучающий материалы в экстремальных условиях в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса.

«Большая часть вещества во Вселенной находится под высоким давлением и температурой, например, внутри планет и звезд», — добавляет он.

Экзопланеты 101

Экзопланеты бросают вызов представлению о том, что мы одни во Вселенной. Узнайте, какие типы экзопланет существуют, методы, которые ученые используют для их поиска, и сколько миров может существовать в Галактике Млечный Путь.

Продюсер / ведущий: Анджели Габриэль Редактор: Дэн Стейнмец Ассоциированный продюсер: Мариелена Планас Менеджер по исследованиям: Марк Левенштейн Звукозаписывающий: Джей Ольшевски

Экзотические состояния

Теперь, когда фаза цепного плавления калия подтверждена, она присоединяется к известному массиву других необычных состояний вещества помимо газа, жидкости и твердого тела.

Плазма: Перегретая форма газа, в которой атомные ядра отделены от своих электронов, что означает, что они могут генерироваться и подвергаться воздействию электрических и магнитных полей.