Плотность сплошной среды. Объемные свойства жидкостей и газов

Плотность сплошной среды. Объемные свойства жидкостей и газов

Плотность сплошной среды. Объемные свойства жидкостей и газов. Согласно гипотезе непрерывности, масса среды непрерывно распределена по всему объему и в целом неоднородна. Основной динамической характеристикой среды является плотность распределения массы по всему объему, или просто плотность среды, которая определяется следующим соотношением в любой точке А. п » * Нью-Гемпшир(Д / Я / Д1П), (1.1） DIG-0 Где AM-масса, окруженная небольшим объемом L0, включая точку A1P, и предел берется, когда объем L1P сжимается до этой точки. Измерение плотности [п! = ЧЛЕН ПАРЛАМЕНТА.*、 Где m-размерность массы. I-это размерность длины. Единица измерения плотности-кг / м *для систем Си и кгс * СА/м *для технических систем.

Плотность среды может изменяться со временем для каждой точки, а также для конкретной точки. Людмила Фирмаль

• Наряду с плотностью учитывается понятие удельного объема о (объем, включающий единицы массы). V = 1 / p. (1.2） То есть p = p (x, y, z, ().Однако эта функциональная зависимость не является непосредственно параметрами состояния (р и Т), поскольку плотность жидкостей и газов фактически определяется величиной термодинамики. Это зависит от координат (x, y, r) и времени ( / ) движения среды. Связь между плотностью, температурой и давлением устанавливается уравнением состояния. Это выведено в фактической динамике кинетической теории.

Поскольку общее уравнение состояния является сложным и трудно определить содержащиеся в нем константы, для качественного анализа свойств этих сред используется приближенное теоретическое или эмпирическое уравнение. Широко используется, например, уравнение ван-дер-Ваальса (П + С / О») (О-Б)= БТ(1.3） Где a, b и K-константы для конкретной среды. Это уравнение, выведенное из кинетической теории газов, является приближенным значением, но качественно и правильно отражает законы, полученные экспериментально. На рис. 1.1 показана изотерма ван-дер-Ваальса, представляющая зависимость удельного объема от давления при различных постоянных температурах[o = /(p)].

• Жидкое состояние соответствует сечению AB (показано на кривой 1). ГАЗ Девятнадцать Рио 1.1.Изотерма ван-дер-Ваальса Соотношение фиг-со section. As кривые A B и SI показывают, что объем жидкости и газа уменьшается с увеличением давления. Различные наклоны и кривизны этих участков указывают на различную сжимаемость рассматриваемых сред. Сжимаемость количественно определяется коэффициентом изотермической сжимаемости. * = 4-мг) г-0 Для жидкости (изотермическая часть AB) дифференциал (dg / dr) t мало отличается от нуля(обычно%=(10 ″ yan-10″ 10) 1 / Pa).Это указывает на низкую степень сжатия. Для всех жидкостей X уменьшается с увеличением давления и увеличивается с увеличением температуры.

Формула для коэффициента сжатия может быть получена из Формулы ван-дер-Ваальса, но поскольку эта формула близка, Формула x фактически является used. It было обнаружено экспериментально. Соотношения (1.4) можно представить в другом виде, где V заменяется на 1 / p, а 1 / x-на 8. Ф / р = г / 8. (1.5） Значение 8 называется модулем упругости fluid. In нормальная вода, 8 =2.25-10<sup class=»reg»>®</sup>па. В форме (1.15) уравнение сжимаемости представляет собой закон крюка жидкости. Для полного газа(график Изотерм CO на рис.1.1) соотношение p и V приблизительно описывается уравнением Клайперона. по = К7 \(1.6） Если T-константа,、 1 / дц \ 1_ \ Д-р) т п Таким образом, изотермический коэффициент сжимаемости газа определяется по формуле Х = 1 / п.

Количественно изменение объема за счет температуры и постоянного давления оценивается коэффициентом теплового объемного расширения. Людмила Фирмаль

• С другой стороны, изотермический модуль газа (1.8） Тринадцать Формулы (1.7) и (1.8) указывают на высокую степень сжатия газа. Изменяя не только давление, но и температуру, изменяется объем жидкостей и gases. As как правило, жидкости и газы расширяются при повышении температуры, а плотность уменьшается. Исключение составляет вода, плотность которой увеличивается с увеличением температуры от 0 до 4°С и максимизируется при 4°С. такие аномалии объясняются свойствами молекулярной структуры воды.

Для жидкостей этот коэффициент зависит от температуры и давления, которые увеличиваются с первым увеличением и уменьшаются со вторым увеличением. В нормальных условиях для этанола а составляет 1,1-U ’ 1, для глицерина-5,3-4, для ртути-1.8-10-4, вода-1.5-10-4 1 / к. Для газа p = из уравнения sop $ 1(1.6) От 1 до \ 1 \ В ДГ)П—Т \ ’ Иначе говоря а = 1/7″. На основе общего уравнения состояния p-/(o, T) показано, что существует зависимость между сжимаемостью и коэффициентом теплового расширения объема. / доктор \ Х \ ДТ / «* Здесь производная dr1dT вычисляется по постоянному объему.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Отличительные особенности жидкого и газообразного состояний веществ.
2. Гипотеза сплошности среды.
3. Вязкость жидкостей и газов.
4. Явления на границах жидкостей с газами и твердыми телами.