Разделы презентаций


1 Лекция 3. Особенности молекулярного строения жидкостей. Поверхностные

Содержание

Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:ГемодинамикаБиофизика дыханияПрактическое применение:1. Пульмонология2. Гематология

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Лекция 3.
Особенности молекулярного строения жидкостей.
Поверхностные явления.
Гидростатика.
Законы гидродинамики.
Вязкость

жидкости.

Лекция 3.Особенности молекулярного строения жидкостей. Поверхностные явления. Гидростатика.Законы гидродинамики. Вязкость жидкости.

Слайд 2Связь с последующей деятельностью
Изучение курса «Биофизика»:
Гемодинамика
Биофизика дыхания
Практическое применение:
1. Пульмонология
2. Гематология

Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:ГемодинамикаБиофизика дыханияПрактическое применение:1. Пульмонология2. Гематология

Слайд 3Давление силы на поверхность
Начальные понятия:
Сила давления на
поверхность
независимо от
природы силы:
перпендикулярна
поверхности тела
в

любой точке тела
Действует на тело
«снаружи»

Давление силы на поверхностьНачальные понятия:Сила давления наповерхностьнезависимо отприроды силы:перпендикулярнаповерхности телав любой точке телаДействует на тело«снаружи»

Слайд 4Жидкости
Характер теплового движения молекул жидкости.
Силы взаимодействия между молекулами велики
Свойства жидкостей:
1.

Сохраняют объем
2. Не сохраняют форму (текучи)
3. В толще жидкости возникают

упругие деформации
только растяжения – сжатия

1013 колебаний в секунду

ЖидкостиХарактер теплового движения молекул жидкости.Силы взаимодействия между молекулами великиСвойства жидкостей:1. Сохраняют объем2. Не сохраняют форму (текучи)3. В

Слайд 5Идеальная жидкость:
1. Изотропность всех физических свойств
2. Абсолютная несжимаемость
3. Абсолютная текучесть
(отсутствие

сил внутреннего трения)
Гидростатика
Рассматривается жидкость в состоянии покоя
Жидкость считается сплошной средой,

состоящей
из частиц с размерами много большими молекулярных
Идеальная жидкость:1. Изотропность всех физических свойств2. Абсолютная несжимаемость3. Абсолютная текучесть(отсутствие сил внутреннего трения)ГидростатикаРассматривается жидкость в состоянии покояЖидкость

Слайд 6Внутри жидкости
Силы, действующие на частицу со
стороны других частиц компенсируют
друга

→ частица покоится
Поверхностный слой жидкости
Граница раздела
Фаза 2 –
жидкость n2


Фаза 1 –
пар (газ) n1

Внутри жидкостиСилы, действующие на частицу со стороны других частиц компенсируютдруга → частица покоитсяПоверхностный слой жидкостиГраница разделаФаза 2

Слайд 7Поверхность жидкости ведет себя
подобно пленке из упругого материала,
стремящейся максимально

уменьшить
площадь поверхности жидкости
Характеристика поверхностных свойств жидкости –
коэффициент поверхностного натяжения:
Численно

равен работе по изотермическому образованию
единицы поверхности:
Поверхность жидкости ведет себя подобно пленке из упругого материала,стремящейся максимально уменьшитьплощадь поверхности жидкостиХарактеристика поверхностных свойств жидкости –

Слайд 8Поверхность жидкости
Мыльная пленка (Н2О + ПАВ):
Рамка
Подвижная
перемычка
Мыльная
пленка
Сила F поверхностного натяжения, действующая

на
участок (контур), ограничивающий поверхность
жидкости

Поверхность жидкостиМыльная пленка (Н2О + ПАВ):РамкаПодвижнаяперемычкаМыльнаяпленкаСила F поверхностного натяжения, действующая на участок (контур), ограничивающий поверхностьжидкости

Слайд 9Следствия:
1. Состояние невесомости → поверхность жидкости –
сфера (минимальная площадь

поверхности для данного
объема)
2. Образование капель на конце капилляра при
вытекании

из него жидкости:

В момент отрыва капли:

Капельный метод определения σ

Следствия:1. Состояние невесомости → поверхность жидкости – сфера (минимальная площадь поверхности для данногообъема)2. Образование капель на конце

Слайд 103. Поднятие жидкости в капиллярной трубке:
Жидкость плотностью ρ,
абсолютно смачивающая
поверхность капилляра
Капилляр

с каналом радиуса r
Высота поднятия жидкости:

3. Поднятие жидкости в капиллярной трубке:Жидкость плотностью ρ,абсолютно смачивающаяповерхность капилляраКапилляр с каналом радиуса r Высота поднятия жидкости:

Слайд 11Гидростатическое давление столба жидкости:
Следствие:
на тело, погруженное
в жидкость (газ)
действует суммарная
сила гидростатического
давления

(сила Архимеда):

Гидростатическое давление столба жидкости:Следствие:на тело, погруженноев жидкость (газ)действует суммарнаясила гидростатическогодавления (сила Архимеда):

Слайд 12Закон Паскаля
Давление, производимое на поверхность жидкости
(газа), передается во все точки

жидкости (газа)
без изменения
Абсолютное давление (следствие) складывается
из «внутренних» давлений, обусловленных
свойствами

системы (внутренние причины) и внешнего
атмосферного давления (внешняя причина)

Нормальное атмосферное давление:

Закон ПаскаляДавление, производимое на поверхность жидкости(газа), передается во все точки жидкости (газа)без измененияАбсолютное давление (следствие) складывается из

Слайд 13Суммарное «внутреннее» давление –
избыточное над атмосферным.
Измеряется манометром.
Атмосферное давление измеряется

барометром
Абсолютное давление:

Суммарное «внутреннее» давление – избыточное над атмосферным.Измеряется манометром.Атмосферное давление измеряется барометромАбсолютное давление:

Слайд 14Абсолютное давление
(основное уравнение
гидростатики):
Пример:
абсолютное давление
на глубине h в водоеме
«Внутреннее» гидростатическое
давление:
«Внешнее»

атмосферное
давление:

Абсолютное давление(основное уравнение гидростатики):Пример:абсолютное давлениена глубине h в водоеме«Внутреннее» гидростатическоедавление:«Внешнее» атмосферноедавление:

Слайд 15Для течения (движения) жидкости (следствия)
необходим источник энергии (причина)
Рельеф местности
Источник
Потребитель
Источник:

потенциальная энергия источника
относительно потребителя –
гидростатический напор ρgh
Гидродинамика рассматривает причины

и следствия
течения жидкости
Для течения (движения) жидкости (следствия) необходим источник энергии (причина)Рельеф местностиИсточникПотребительИсточник: потенциальная энергия источникаотносительно потребителя – гидростатический напор

Слайд 16Общая гидродинамическая схема
Источник
энергии
(насос)
Потребитель
Трубопровод
Сердце
Орган 1
Артериальная часть
Орган 2
Орган i
Венозная часть

Общая гидродинамическая схемаИсточникэнергии(насос)ПотребительТрубопроводСердцеОрган 1Артериальная частьОрган 2Орган iВенозная часть

Слайд 17сечение 1
сечение 2
S1
S2
Участок трубы с идеальной жидкостью
Уравнение
неразрывности струи
(следствие несжимаемости):
v

– скорость жидкости
в данном сечении
h – высота сечения
относительно
условного «0»
S –

площадь сечения
сечение 1сечение 2S1S2Участок трубы с идеальной жидкостьюУравнение неразрывности струи(следствие несжимаемости):v – скорость жидкостив данном сеченииh – высота

Слайд 181. рст. – статическое давление на выделенное сечение
«снаружи», связанное

с работой по
перемещению объема жидкости против сил давления
Составляющие абсолютного

давления:

Атмосферное давление:

Составляющие избыточного давления:

1. рст. – статическое давление на выделенное сечение «снаружи», связанное с работой по перемещению объема жидкости против

Слайд 19«источник»
«остаток системы»
Трубопровод
рст.1 – статическое давление со стороны «источника»
рст.2 –

статическое давление со стороны
«остальной» части системы (противодавление)
2. рдин.

– динамическое давление связанное с движением
(кинетической энергией движения) жидкости:
«источник»«остаток системы»Трубопроводрст.1 – статическое давление со стороны «источника» рст.2 – статическое давление со стороны «остальной» части системы

Слайд 203. рГС – гидростатическое давление, связанное с
положением сечения относительно

условного «0»
(потенциальной энергией положения):
Суммарное избыточное давление в данном сечении:

3. рГС – гидростатическое давление, связанное с положением сечения относительно условного «0»(потенциальной энергией положения):Суммарное избыточное давление в

Слайд 21Уравнение Бернулли (закон сохранения энергии):
Трубопровод
Жидкость идеальная →
→ нет потерь давления:

Уравнение Бернулли (закон сохранения энергии):ТрубопроводЖидкость идеальная →→ нет потерь давления:

Слайд 22Реальная жидкость - модель природной жидкости,
характеризующаяся изотропностью всех физических


свойств, но в отличие от идеальной модели, обладает
внутренним трением

при движении

Поверхность жидкости

Реальная жидкость - модель природной жидкости, характеризующаяся изотропностью всех физических свойств, но в отличие от идеальной модели,

Слайд 23Слой жидкости,
движущийся быстрее,
ускоряет более медленно
движущийся слой, и наоборот.
Взаимодействие слоев жидкости,

движущихся
с различными скоростями определяет внутреннее трение
z
Характеристика неравномерности
направленного движения слоев –


градиент скорости:

Δz

Δv

Слой жидкости,движущийся быстрее,ускоряет более медленнодвижущийся слой, и наоборот. Взаимодействие слоев жидкости, движущихсяс различными скоростями определяет внутреннее трениеzХарактеристика

Слайд 24Закон Ньютона для вязкого трения:
– коэффициент динамической вязкости
Численно равен

силе внутреннего трения,
приходящейся на единичную поверхность
соприкосновения слоев при единичном градиенте
скорости
Коэффициент

кинематической вязкости:
Закон Ньютона для вязкого трения: – коэффициент динамической вязкостиЧисленно равен силе внутреннего трения,приходящейся на единичную поверхностьсоприкосновения слоев

Слайд 25Ньютоновские жидкости:
Неньютоновские жидкости:
Сила Стокса
ρЖ
m
– сила Стокса
Для шарика радиуса

Ньютоновские жидкости:Неньютоновские жидкости:Сила Стокса ρЖm – сила СтоксаДля шарика радиуса r:

Слайд 26Течение ньютоновской вязкой жидкости
по круглой гладкой трубе с жесткими стенками
Заданы:
длина

трубы l;
радиус трубы R;
свойства жидкости: плотность ρ и вязкость η;
перепад

давлений на торцах трубы: р1 – р2
Течение ньютоновской вязкой жидкостипо круглой гладкой трубе с жесткими стенкамиЗаданы:длина трубы l;радиус трубы R;свойства жидкости: плотность ρ

Слайд 27Задачи:
Описать распределение скоростей частиц жидкости
по сечению трубы: найти зависимость скорости
частиц

жидкости от радиальной координаты
(расстояния от частицы до оси трубы)
Вывод: скорость

максимальна
на оси трубы, у стенок скорость
равна нулю («прилипание»)
Задачи:Описать распределение скоростей частиц жидкостипо сечению трубы: найти зависимость скоростичастиц жидкости от радиальной координаты(расстояния от частицы до

Слайд 28Уравнение Пуазейля:
2. Определить расход жидкости через трубу
Причина
Следствие
Общее свойство
жидкости и трубы

– гидравлическое сопротивление трубы

Уравнение Пуазейля:2. Определить расход жидкости через трубуПричинаСледствиеОбщее свойствожидкости и трубыRГ – гидравлическое сопротивление трубы

Слайд 29Трубопровод
Идеальная жидкость:
ризб.1 – давление в сечении 1;
ризб.2 – давление в

сечении 2
Вязкая жидкость:
Потеря давления на
вязкое трение:

ТрубопроводИдеальная жидкость:ризб.1 – давление в сечении 1;ризб.2 – давление в сечении 2Вязкая жидкость:Потеря давления на вязкое трение:

Слайд 30Аналогия с передачей электроэнергии ЭЭ
Источник напряжения
Приемник ЭЭ резистор R
ЛЭП r

= 0
ЛЭП r ≠ 0
R
R
Потеря напряжения:

Аналогия с передачей электроэнергии ЭЭИсточник напряженияПриемник ЭЭ резистор RЛЭП r = 0ЛЭП r ≠ 0RRПотеря напряжения:

Слайд 31Для произвольных труб (сосудов):
– выполняется качественно:

Для произвольных труб (сосудов): – выполняется качественно:

Слайд 32Ламинарное течение
(слоевое)
Траектории отдельных
частиц не пересекаются
Турбулентное течение
(вихревое)
Траектории вихревые,
пересекают друг друга
Характер

течения определяется значением критерия
Рейнольдса:

Ламинарное течение(слоевое)Траектории отдельныхчастиц не пересекаютсяТурбулентное течение(вихревое)Траектории вихревые,пересекают друг друга Характер течения определяется значением критерияРейнольдса:

Слайд 33Reкритическоекруглые = 2300
Re кровикритическое = 970 ± 80
Общие выводы:
«Движущей силой»

течения любой жидкости
является перепад давления
2. Для любых жидкостей
справедливо уравнение неразрывности


Reкритическоекруглые = 2300Re кровикритическое = 970 ± 80Общие выводы:«Движущей силой» течения любой жидкостиявляется перепад давления2. Для любых

Слайд 343. Уравнение Бернулли для реальных жидкостей
имеет качественный (неколичественный) характер:
Причина –

потери давления на вязкое трение и на
«геометрию» канала течения
4.

Уравнение Пуазейля для реальных жидкостей
имеет качественный (неколичественный) характер:
3. Уравнение Бернулли для реальных жидкостейимеет качественный (неколичественный) характер:Причина – потери давления на вязкое трение и на

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика