Изменение объема жидкости под давлением (сжимаемость)
УчебаФизика
Этот онлайн калькулятор рассчитывает изменение объема жидкости в зависимости от давления, используя коэффициент сжимаемости
Все знают, что сжимать можно газы, но сжимать можно также и жидкости. Однако, по сравнению с газами, жидкости обладают ничтожной сжимаемостью, и для сколько-нибудь заметного сжатия требуются очень большие давления. Однако, для тех, кому интересно, калькулятор ниже позволяет оценить изменения объема жидкости при изменении давления, с использованием так называемого коэффициента сжимаемости.
В калькуляторе ниже вы вводите коэффициент сжимаемости (в форме ниже вводите коэффициент вручную или выбираете из справочника), начальный объем (в форме ниже это один кубометр) и изменение давления в паскалях (в форме ниже это 100 Мегапаскаль, давление, сравнимое с давлением на дне Марианской впадины). Калькулятор рассчитывает абсолютное изменение объема в кубометрах и относительное в процентах к начальному объему.
Немного теории, как водится, можно посмотреть под калькулятором
Изменение объема жидкости под давлением (сжимаемость)
Коэффициент сжимаемости
выбрать из справочника
ввести вручную
Коэффициент сжимаемости дляОбновление…
Коэффициент сжимаемости жидкости
Начальный объем жидкости, куб.метров
Изменение давления, Паскаль
Точность вычисления
Знаков после запятой: 3
Изменение объема, куб.метров
Изменение объема, %
Сжимаемость жидкостей
Коэффициент сжимаемости — это отношение относительного изменения объема к изменению давления, вызвавшему это изменение
,
где V — это объём вещества, p — давление; знак минус указывает на уменьшение объёма с повышением давления.
Типовые значения коэффициента сжимаемости для жидкостей лежат в диапазоне от до , например, для дистиллированной воды это , и именно поэтому в большинстве случаев изменение объема жидкости под давлением настолько ничтожно, что им можно пренебречь.
Ссылка скопирована в буфер обмена
Похожие калькуляторы
- • Уровень жидкости в наклоненном цилиндрическом баке
- • Уровень жидкости в цилиндрическом баке
- • Объем жидкости в наклоненном баке со сферическими торцами
- • Гидростатическое давление
- • Объем жидкости в наклоненном цилиндрическом баке
- • Раздел: Физика ( 51 калькуляторов )
#жидкости #физика давление жидкость коэффициент сжимаемости ньютон объем паскаль сжимаемость Физика
PLANETCALC, Изменение объема жидкости под давлением (сжимаемость)
Timur2020-11-03 14:19:40
ᐉ Физические свойства жидкости
К основным физическим свойствам жидкости, которые рассматриваются в гидродинамике, относятся плотность, удельный вес, удельный объем, температурное расширение, сжимаемость и вязкость.
Плотность — это отношение массы вещества к его объему:
р = m/V
На плотность жидкости влияют температура и давление. Значения плотности некоторых жидкостей приведены ниже:
- Жидкость: р, кг/м3
- Вода: 1000
- Антифриз: 1070
- Бензин: 750
- Керосин: 800
- Дизельное топливо: 860
- Масло МГ- 15-Б: 850
- МГ-22-А: 880
- ТМ-5-18: 900
- Нефть: 900
- Ацетон: 700
- Спирт: 800
- Глицерин: 1260
Удельный вес — это отношение веса жидкости к занимаемому объему:
у = mg/V = pg.
v = У/m = 1/р.
Температурное расширение — свойство жидкости изменять свой объем при изменении температуры. С ростом температуры объем жидкости увеличивается и наоборот. Различные жидкости при увеличении температуры на одну и ту же величину увеличиваются в объеме по разному.
-1)
Увеличение объема при нагревании рассчитывается по уравнению:
дельта V= Bт*V0*дельта Т
где V0 начальный объем жидкости; дельта Т— изменение температуры.
В расчетах ДВС коэффициент температурного расширения считают постоянным, хотя на самом деле он зависит от условий нагревания или охлаждения, давления и начальной температуры.
Сжимаемость — свойство жидкости изменять объем при изменении давления.
дельта V = Bр*V0*дельта р,
где дельта V— изменение объема; дельта р — изменение давления; Вр — коэффициент объемного сжатия.
Коэффициент объемного сжатия показывает изменение единицы объема жидкости при изменении давления на 1 Па. Он зависит от условий сжатия, температуры и начального давления. При расчетах эта зависимость не учитывается.
Коэффициент объемного сжатия для воды равен 5 * 10^-4 1/Па, для нефтепродуктов — 7*10^-4 1/Па, для ртути — 0,3*10^-4 1/Па.
Ввиду незначительных величин жидкости считаются несжимаемыми.
Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой.
Рис. Схема изменения скорости жидкости, заключенной между неподвижной (1) и подвижной (2) пластинами
Если плоскость 2, находящаяся на расстоянии б от плоскости 1, под действием силы F перемещается со скоростью V0, то слои жидкости, находящиеся между плоскостями, перемещаются с разными скоростями. При этом максимальная скорость V0 в точках контакта с плоскостью 2, минимальная (вплоть до нуля) в точках контакта с плоскостью 1.
Если слои жидкости при движении не перемешиваются, то скорость в потоке изменяется по линейному закону, и отношение V0/б представляет собой градиент скорости.
При скольжении слоев жидкости между ними возникают силы внутреннего трения, которые сопротивляются движению. На преодоление этих сил и расходуется внешняя сила F:
F = nSV0/б
где n — динамический коэффициент вязкости или динамическая вязкость; S — площадь трения (жидкости о пластину).
Динамическая вязкость учитывает свойства жидкости, от которых зависит ее внутреннее трение. В технике и в частности в гидравлике часто используется кинематическая вязкость v, которая равна отношению динамической вязкости жидкости к ее плотности:
v = n/p
Для упрощения решения гидродинамических задач считают, что рассматриваемые жидкости не обладают температурным расширением, сжимаемостью и вязкостью. Такие жидкости в отличие от реальных называются идеальными.
сил — Разве давление не должно зависеть от объема?
$\begingroup$
Давление определяется как $\frac{F}{A}$ И хотя это имеет смысл, когда вы говорите о давлении на поверхности жидкости, глубоко внутри жидкости это не имеет смысла, по крайней мере, для меня .
Для меня это особенно не имеет смысла, если вы находитесь в водоеме. К вам будут приходить силы со всех сторон. Сила тяжести будет тянуть вас вниз, и это создаст давление наверху.
Выталкивающая сила обеспечивает давление снизу. И вода движется с разной скоростью в разных местах, поэтому в зависимости от того, где вы находитесь, у вас может быть или не быть одинаковое давление в каждом направлении.
Значит, общее давление не должно быть эквивалентно силе тяжести на расстоянии x от центра масс, и, следовательно, у вас было бы 0 давления, если бы вода была совершенно неподвижной, а вы находились в положении, когда гравитация и плавучесть уравновешены и большее давление в заданном направлении, если есть большая сила, толкающая вас в этом направлении, чем то, что ей противостоит? Но даже тогда он все еще трехмерный, поэтому не должен ли объем определять давление, а не площадь?
- силы
- давление
- векторные поля
$\endgroup$
2
$\begingroup$
Если вы находитесь в жидком теле с плотностью $\rho$ на глубине $h$ ниже поверхности,
Чистое действующее давление будет равно
$P= \rho gh$
Помните, что давление определяется быть силой, действующей на единицу площади поверхности, т.
Е. Давление всегда считается действующим по нормали к поверхности (поэтому, даже если оно имеет направление, оно считается скалярным или, точнее, тензорным).
Итак, если вычислить силу, действующую на верхнюю поверхность тела на глубине $h$ в жидкости плотностью $\rho$ с площадью верхней поверхности $A$,
$F=(\rho gh )A$
Таким образом, ваше рассмотрение в трехмерном смысле будет заключаться в определении действующей силы, а не давления.
$\endgroup$
1
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
