Явления на границах жидкостей с газами и твердыми телами

Явления на границах жидкостей с газами и твердыми телами

Явления на границах жидкостей с газами и твердыми телами. Условия, в которых молекула неподвижна Жидкости, находящиеся на границе с газом, другими жидкостями или твердыми телами, отличаются от условий, в которых жидкость находится внутри жидкости. Во втором случае все силы, действующие на рассматриваемую частицу, уравновешиваются, поскольку частицы со всех сторон подвергаются воздействию соседних частиц с одинаковыми свойствами. Сила, действующая со стороны ограничивающего тела, если молекула находится на границе * Жан Лун Мари Пуай(1799-1869) французский врач и физик. Он установил эмпирическую зависимость коэффициента вязкости воды от температуры, а также экспериментально открыл закон ламинарного течения (ламинарности) в круглой трубе.

Людмила Фирмаль

• Семнадцать Она может отличаться от силы, действующей внутри жидкости. Система сил оказывается несбалансированной, в результате чего возникает направленная внутрь или наружу жидкость volume. In для того чтобы жидкость стояла неподвижно, этот результат должен быть уравновешен другими силами (например, давлением). Если направленная сила, которую получают молекулы поверхностного слоя, направлена внутрь жидкости, то для того, чтобы переместить частицы изнутри объема на поверхность, необходимо затратить некоторую энергию, то есть выполнить работу. Это означает, что молекулы в поверхностном слое обладают избыточной потенциальной энергией по сравнению с внутренними молекулами. Молекулярная энергия { / , пропорциональна площади поверхности 5, занимаемой этими молекулами.

Второй. = А3. (1.13） величина а называется коэффициентом поверхностного натяжения. Системы, находящиеся в равновесии, занимают положение, которое может соответствовать минимуму energy. As в результате поверхность жидкости в равновесии будет минимальной. То есть существует сила, которая стремится уменьшить жидкость. Они граничат с этой поверхностью. Эти силы обнаруживаются в простых экспериментах и называются поверхностным натяжением. Если линия I длины выбрана на свободной поверхности жидкости и внешняя сила p1u, распределенная вдоль этой линии, тангенциально приложена к поверхности, то сила поверхностного натяжения Pa предотвратит разрушение поверхности вдоль этой линии. line. As в результате действия такой внешней силы будем считать, что поверхность вдоль нормали линии длины/растянута на величину yk.

• Тогда изменение поверхностной энергии (Sha = aAZ = o1yN, приложенная сила Pr (1k-RayN, то есть, РА = О1. (1.14） Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения o представляет собой силу, действующую тангенциально на поверхность жидкости, на единицу длины I-образной линии. единицей измерения для А является Н / м для системы СИ и Дин / см для системы СГС. Благодаря действию поверхностного натяжения объем жидкости становится сферическим, на который не действует никакая другая сила. Это было подтверждено во время космического полета и в наземных условиях. Способность жидкости образовывать капли связана со свойствами поверхностного натяжения, поэтому обычную жидкость также можно назвать каплей.

Восемнадцать На границе между жидкостью и твердым телом возникают силы взаимодействия между молекулами этих двух сред. Связь между этими силами и силами взаимодействия между молекулами самой жидкости определяет характер граничных явлений. Если капля жидкости помещена на твердую горизонтальную поверхность, то случай возможен. а) когда угол соприкосновения равен 6 = 0, распределите жидкость полностью на твердой поверхности тонким слоем(полностью влажным) (рис. 1.4, с）; б) частичное смачивание с углом контакта 8 0 Л / 2(Рис. 1.4, Б). c) i/ 2 0 0 0 частичная несмачиваемость в случае l (рис. 1.4, c）; d) Если 0 = l, то полная несмачиваемость(рис.1.4, d). Существует не погружение, но когда жидкость движется, в большинстве случаев скорость частиц, контактирующих с твердой поверхностью, равна скорости твердой поверхности.

Этот факт имеет большое значение для механики жидкости, так как на его основе формулируются граничные условия для математической постановки гидродинамической задачи. Людмила Фирмаль

• Сила молекулярного взаимодействия между жидкими и твердыми стенками создает кривизну свободных поверхностей вблизи них walls. In трубки с малым диаметром (капиллярные), поверхность которых может быть либо вогнутой (смоченной), либо выпуклой (не погруженной).Кривизна свободной поверхности влечет за собой появление дополнительного давления, в результате чего уровень такой трубки повышается или понижается. Высота капиллярного подъема к = 2а COS в 0 /(Рег）、 Где d-ускорение свободного падения. г-радиус трубки. Из формулы, для небольшого r, подъем может быть заметным.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Плотность сплошной среды. Объемные свойства жидкостей и газов.
2. Вязкость жидкостей и газов.
3. Испарение и кипение жидкостей. Кавитация.
4. Модели жидкой среды и методы гидромеханики.