Ogólna charakterystyka
cieczy
Ogólna charakterystyka
cieczy
Ciśnienie
Wartość siły nacisku do pola powierzchni,
na którą ta siła działa.
p = p
a
+
g
h
Ciśnienie hydrostatyczne
h
A
p
a
A
Ahg
p
A
mg
p
p
a
a
Paradoks hydrostatyczny
Paradoks hydrostatyczny
Siłę nacisku, którą ciecz działa na dno
i ścianki naczynia oraz powierzchnie ciał
w niej zanurzonych nazywamy
siłą parcia hydrostatycznego
Parcie hydrostatyczne
Ciśnienie przyłożone do zamkniętej cieczy
przenosi się niezmienione do każdego jej
punktu i powierzchni naczynia.
p = p
o
+
g
h
Prawo Pascala
Wzrost ciśnienia spowodowany wywieraniem
na ciecz nacisku o dowolnym kierunku jest w każdym
miejscu cieczy jednakowy.
2
2
1
1
A
F
A
F
1
1
2
2
F
A
A
F
Prasa hydrauliczna
Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w
cieczy równa się ciężarowi cieczy wypartej
przez to ciało.
F
g
Fw
Prawo Archimedesa
Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w
cieczy równa się ciężarowi cieczy wypartej
przez to ciało.
Prawo Archimedesa
W
F
gV
r
=
Prawo Archimedesa
Pływanie
ciał
cieczy
c
cieczy
c
cieczy
c
Ciało pływa
Ciało
tonie
Ciało utrzymuje się na dowolnej
głębokości
Podstawowe własności cieczy „
idealnej
”:
1
) Brak lepkości
2) Ciecz jest nieściśliwa (ma stałą gęstość)
3) Przepływ cieczy jest ustalony (prędkość,
gęstość i ciśnienie w każdym punkcie
są stałe)
4) Ciecz płynie bez
zawirowań
.
Ciecz idealna
A
2
Ciecz jest nieściśliwa, stąd w danym przedziale
czasowym t ,taka sama ilość masy wpływa przez
powierzchnię A
1
co wypływa przez powierzchnię A
2
.
m
1
A
1
m
2
m
1
=
m
2
t
v
A
V
m
1
1
1
1
t
v
A
V
m
2
2
2
2
Av
A v
1 1
2 2
Równanie ciągłości
Av
A v
1 1
2 2
Av
A v
1 1
2 2
v
1
v
2
A
1
A
2
Równanie ciągłości
P
v
gy
1
2
2
constant
Równanie Bernoulliego
2
1
2
2
2
1
2
1
mv
mv
E
k
W
U
mgh
mgh
mg h h
g
(
)
(
)
2
1
1
2
W
W
W
W
P V
P V
mg h
h
net
g
1
2
1
2
1
2
(
)
P V
P V
mg h
h
m v
v
1
2
1
2
1
2
2
2
1
2
(
)
(
)
P
gh
v
P
gh
v
1
1
1
2
1
2
2
2
1
2
2
2
Równanie Bernoulliego
h
1
h
2
Siła nośna skrzydeł
P
v
P
v
1
1
2
1
2
2
1
2
2
2
Jeżeli v
1
> v
2
, to P
1
< P
2
. Ta różnica
ciśnień
wywołuje pojawienie
się
siły nośnej
W obu punktach ciśnienie jest w przybliżeniu
równe ciśnieniu atmosferycznemu
P
v
gH
P
v
a
a
exit
1
2
2
1
2
2
H
v = 0 m/s
v
exit
= ?
v
gH
exit
2
Szybkość wypływu cieczy
Zgodnie z prawem Bernoulliego
Pomiar ciśnienia
gh
V
p
pgy
V
P
2
0
2
0
0
2
1
2
1
h
g
P
0
g
P
h
0
Barometr rtęciowy
Zgodnie z prawem Bernoulliego
Pomiar ciśnienia
gh
V
p
pgy
V
P
2
0
2
0
0
2
1
2
1
h
g
p
p
p
gaz
0
Manometr otwarty
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
v
p
v
p
1
2
1
2
v
A
A
v
1
2
1
2
2
2
1
2
1
2
1
A
A
v
p
p
Pomiar prędkości przepływu
cieczy
Napięcie
powierzchniowe
Napięcie
powierzchniowe
Napięcie powierzchniowe jest to praca jaką
należy wykonać aby zwiększyć powierzchnię cieczy
o jednostkę.
Napięcie powierzchniowe
x
F
r
l
2
W
F x
S
l x
2
F
l
Napięcie
powierzchniowe
Ciecz
Napięcie
powierzchniowe
[ N/m ]
Woda ( 20
o
C )
0.072
Rtęć
0.44
Benzen (20
o
C)
0.029
Miedź (1130
o
C
)
1.1
Ciśnienie powietrza wewnątrz bańki
mydlanej
4
atm
p p
R
dwie powierzchnie cieczy
Ciśnienie wewnątrz kropli cieczy
2
atm
p p
R
jedna powierzchnia
cieczy
atm
p
p
Włoskowatość
• Zjawisko
włoskowatości
jest
rezultatem
działania
sił
przyciągania
pomiędzy
cząsteczkami a ściankami kapilary (
siły adhezji
)
• Siły adhezji pomiędzy szkłem (SiO
2
)
a wodą są większe niż siły
oddziaływania
pomiędzy
cząsteczkami wody (
siły kohezji
).
• Wypadkowa siła jest skierowana ku
górze
powodując
zmniejszanie
ciśnienia pod powierzchnią cieczy.
W wyniku tego poziom wody
podnosi się.
poziom
cieczy
w
kapilarz
e
kapilara
szklana
Siły
adhezji
pomiędzy O-Si-O
są silniejsze niż
siły
kohezji
pomiędzy
cząstkami wody
Siły
pomiędzy
atomami
rtęci są
silniejsze
niż
pomiędzy
szkłem a
rtęcią
Włoskowatość
