Жылдамды векторыны рісі. Аын сызыы. Стационарлы аыс. Аын ттігі.

Егер де сйы сыылмайтын болан болса (яни оны тыыздыы барлы жерде бірдей жне згере алмайтын болса), онда S1 жне S2 (сурет) ималарыны арасындаы сйы саны згеріссіз ала береді. Бдан шыатыны, бір уаыт бірлігі ішінде S1 жне S2 ималары арылы тетін сйытын клемдері бірдей болулары керек:

S1v1=S2v2 .

Жоарыда келтірілген пайымдауды S1 жне S2 ималарыны кез келген жбына олдануа болады. Демек, сыылмайтын сйы шін Sv шамасы тоты тура сол ттігіні кез келген имасында бірдей болуы керек:

Sv=const

Алынан нтиже аынны зіліссіздігітуралы теореманы мазмнын білдіреді.

Сйыты озалысын арастыра отырып кп жадайда, сйыты кей блшектеріні басалара атысты орын ауыстыруы йкеліс кшіні тууымен байланыссыз деп есептеуге болады. Ішкі йкелісі (ттырлыы) толыымен жо боп келетін сйы – идеалдыдеп аталады.

Кез келген тоты аын сызыыны бойымен стационарлы аымдаы сыылмайтын идеалды сйыта мына шарт орындылады (Бернулли тедеуі):

v + gh +

p = const

мнда 2

– динамикалы ысым;

gh – гидростатикалы ысым; p –

статикалы ысым.

Идеалды сйы, яни йкеліссіз сйы, абстракция боп табылады. Барлы наты сйытар мен газдара кп не аз дрежеде ттырлы немесе ішкі йкеліс тн.

р трлі жылдамдыпен бір-біріне параллелді озалушы сйыты екі кршілес абатырыны арасындаы йкеліс кші Ньютонны ттырлы йкеліс заыбойында болады:

Fуйк = s

мнда S – сйы абатыны аумаы, du/dу – сйы абаттары арасындаы жылдамды градиенті,

– сйыты динамикалы ттырлыы деп аталады.

Сйыты (немесе газды) аымыны екі трін баылауа болады. Біреуінде, сйы, бір біріне арасты, араласпастан сыритын абаттара блінетін сияты. Мндай аын ламинарлыаын.

Жылдамды немесе тасынны клдене млшері артанда аын сипаты елеулі трде згереді. Сйыты лезде араласы кетуі туындайды. Мндай аын турбуленттідеп аталады.

Аылшын оымыстысы Рейнолдс аын сипатыны млшерсіз шаманы мніне туелді екендігін анытаан:

Re =vl

мнда – сйыты (немесе газды) тыыздыы, v – бырды клдене имасы арылы сйыты орташа жылдамдыы, – сйыты ттырлы коэффициенті, l – сызыты млшер, мысалы быр диаметрі. Бл шама Рейнольдс саныдеп аталады. Рейнольдс саныны аз мндері тсында ламинарлы аын байалады. Re- айсібір белгілі мнінен бастап, ол жиеленіс деп аталады, аын турбуленттік сипата кшеді.

Стокс формуласы.Аздау Re кезінде, яни озалысты бояу жылдамдыы тсында (жне аздау l), ортаны арсылыы іс жзінде тек йкеліс кштеріні негізінде ана болады. Стокс бл жадайда арсылы кші динамикалы ттырлы коеффициентіне , дене озалысыны v жылдамдыына жне

денеге тн млшерге l:

F ~ lv

пропорционалды екенін анытады. Мысалы, шар

шін, егер l орнына шарды r радиусын алар болса, пропорционалдылы

коеффициенті 6 те болып шыады. Ендеше:

F = 6rv

Бл формула Стокс формуласыдеп аталады.

Пуазейль формуласы. Сйыты дгелек быр ішіндегі озалысы кезінде жылдамды быр абырасына арай нлге те жне бырды осінде максималды болады. Аынды ламинарлы десек, быр осінен r ашытаы жылдамды згерісі заын табуа болады:

æ r 2 ö

v(r) = voçç1- R2÷÷

è ø

мнда vo – быр осіндегі жылдамдыты мні, ал R – быр радиусы.

Кріп отыранымыздай, ламинарлы аын кезінде жылдамды быр осінен ашытыына арай параболидтік заына сай згереді.

Аынды ламинарлы деп шамалай отырып Q сйыыны тасынын, яни уаытты бір бірлігі ішінде бырды клдене имасы арылы тетін сйыты клемін есептеп шыаруа болады. Тасына арналан формуланы аламыз:

(p - p )R4

мнда

p1 - p2 l

Q = 1 2

– бырды зынды бірлігіндегі ысымны секірулері. Бл

формула Пуазейль формуласыдеп аталады. Бл формулаа сенсек, сйы

тасыны бырды зынды бірлігіндегі ысым ескірулеріне пропорционалды, быр радиусыны тртінші дрежесіне пропорционалды жне сйы ттырлыы коеффициентіне кері пропорционалды.

Лекция

МОЛЕКУЛАЛЫ ФИЗИКА НЕГІЗДЕРІ

Молекулалы физика жне термодинамикамакроскопиялы денелерді, былайша айтанда, те кп микроблшектерден ( молекулалар, атомдар, иондар, электрондар т.с.с.) тратын денелерді физикалы асиеттерін зерттейтін физиканы блімдері. Осы асиеттерді зерттеу шін сапалы трде алша жне бірін-бірі толытыратын екі діс олданылады: молекулалы- кинетикалы (статистикалы)жне термодинамикалы.

Жйелерді райтын микроблшектерді озалысы сипаттамаларыны орташаланан мндері негізінде макроскопиялы жйелерді асиеттерін зерттеу дісі, молекулалы – кинетикалы (статистикалы) діс деп аталады.

Жйелерде жретін энергияны алмасу задарына сйене отырып макроскопиялы жйелерді асиеттерін зерттеу дісі термодинамикалыдеп аталады.

Молекулалы физика -заттарды рылымы мен асиеттерін, барлы денелер молекулалардан трады деген молекула-кинетикалы кзарас трысынан зерттейтін физиканы бір блімі.

8.1 Молекула-кинетикалы теориясыны негізгі аидалары:

1) барлы заттар блшектерден трады (молекулалар, атомдар);

2) бл блшектер бейберекет озалыста болады;

3) бл блшектер бір-бірімен зара серлеседі.

Осы аидаларды райсысын практика жзінде ата длелдейтін кейбір былыстар бар. Барлы заттарды асиеттері, осы заттарды рап тран элементар блшектерді асиеттеріне жне осы блшектерді бір-бірімен зара серлесу сипатына туелді.

Блшектерді (молекулалар, атомдар) лшемі мен массасы те аз екенін атап ту керек.

Молекуланы лшемі (диаметрі) 10–10м те, сондытан да тіпті кішкене зат млшерінде де оларды саны орасан кп. Мысалы, 18 грамм суда

Молекула бар.

Газды кйіш

p,V ,T

макроскопиялы параметрлермен сипатталады. T

температура – макроскопиялы жйені термодинамикалы тепе-тедік кйін сипаттайтын физикалы шама.

T = t

+ 273 ,15

- абсолют температура.

Бойль – Мариотт заы Изотермиялы процесс: T = const Газды массасы траты болсын

m = const

,сонда

pV =const ,

немесе

p1V1 =

p2V2

p = const

Гей-Люссак заы Изобарлы процесс:

Газды массасы траты болсын

m = const ,

Сонда

V =V0 (1 +t ),

бл жерде =

273,15

K -1

V = const

немесе

V1 =V2

T T1 T2

Шарль заы. Изохорлы процесс:

V =const Газды массасы траты болсын

m = const

, сонда p =

p0(1 + t )

бл жерде

= 1

273,15

K -1

p = const T

немесе

p1 =p2 T1 T2

Авогадро заы

23 -1

Кез келген газдарды мольдері бірдей температура мен ысымда бірдей клемдерді алады. Моль – 0,012 кг кміртегі рамында анша атом болатын болса, рамында сонша молекулалары бар зат млшері. Бір моль зат

млшерінде

N A = 6.02 ×10 моль

молекула бар. алыпты жадайда

( p » 105 Па , T = 273 K ) кез келген затты 1 моль млшері мына клемді амтиды