ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические свойства жидкостей и газов из "Гидроаэромеханика: Учебник для вузов. " Жидкости отличаются относительным постоянством объема и легкостью, с которой можно деформировать их форму. Весьма малые силы, действуя достаточно долгое время, могут произвольно изменить первоначальную форму жидкости. Однако жидкости все же сопротивляются деформации, причем величина сопротивления зависит от скорости деформации. Если скорость деформации стремится к нулю, то и сопротивление этой деформации стремится к нулю. Свойство жидкости сопротивляться деформации называется вязкостью. Такие технически важные жидкости, как вода или масло, обладают относительно малой вязкостью и являются типичными жидкостями. [c.4] Некоторые вещества, обладающие большой вязкостью, при медленной деформации ведут себя как жидкости, а при быстрой — как твердые тела. Так, например, вар при очень медленной деформации вытекает как жидкость, а при ударе разрушается как хрупкое твердое тело. [c.4] как и жидкости, под влиянием внешних сил легко изменяют форму, причем сопротивление изменению формы также характеризуется вязкостью, т. е. зависит от скорости деформации. Однако в отличие от жидкости объем газа (и, следовательно, его плотность) может существенно изменяться при изменении давления и температуры. [c.4] Если в процессе течения плотность газа меняется мало, то законы его движения будут мало отличаться от законов движения несжимаемой жидкости. С другой стороны, капельные жидкости, которые в обычных условиях можно считать несжимаемыми, как известно, также могут сжиматься при достаточно большом повышении давления (например, при взрыве). Поэтому в гидроаэромеханике как газ, так и капельную жидкость именуют жидкостью. В тех случаях, когда эффектом сжимаемости можно пренебречь, вводят понятие несжимаемой жидкости, т. е. жидкости, которая по определению имеет постоянную плотность. [c.4] Если же плотность жидкости при изменении давления меняется, то говорят о сжимаемой жидкости. [c.4] При изучении движения жидкости рассматривают ее как сплошную среду. Таким образом рассматривают не движение конечного числа отдельных частиц, а поля различных физических величин скорости, плотности, давления и т. д. Математически эти поля описываются системой функций от координат и времени. [c.5] Такой подход типичен не только для механики сплошных сред (аэродинамики, теории упругости, реологии и т. д.), но и для ряда других областей физики. [c.5] В общем случае поле является пространственным (трехмерны.м), однако иногда можно упростить задачу и изучать одномерные или плоские двумерные поля. В этом случае предполагают, что физические величины зависят соответственно только от одной или двух пространственных координат. [c.5] Если физические величины не зависят от времени, то поле называется стационарным, в противоположном случае — нестационарным. [c.5] При математическом описании полей предполагают, что существуют пределы значений физических величин в точке. Так, например, плотность жидкости в точке определяется как предел отношения массы жидкости, заключенной в некотором объеме, к этому объему, когда он стремится к нулю. Такой подход приводит к упрощению физической реальности, так как не учитывает дискретности строения материи. Очевидно, что такая абстракция вполне оправдана и нужно только разумно ограничить область применения полученных результатов. [c.5] основываясь на предыдущем примере, следует принять, что объем, в котором вычисляется средняя плотность жидкости, значительно больше молекулярных размеров, но в то же время значительно меньше некоторой характерной длины, на которой происходит заметное изменение плотности. Так как в подавляющем числе практических задач размеры обтекаемых тел, длины звуковых волн и т. п. на много порядков больше молекулярных размеров, то в этих задачах жидкость можно рассматривать, как сплошную среду. [c.5] Опишем кратко характеристики полей, которые встречаются в гидроаэромеханике. [c.5] Скалярным называется поле, которое характеризуется в каждой точке пространства одним числом. Такое поле описывается одной функцией, зависящей от трех координат. Скалярным будет, например, поле плотности или температуры. [c.5] Вместо обычного обозначения декартовых координат хуг удобно принять обозначения Х1Х2Х3. Это позволит ввести индексные обозначения, что в дальнейшем сократит и упростит все преобразования. [c.5] При такой записи предполагается, что а — это -я компонента вектора а. В даль-нейше.м применяется эта индексная запись. [c.6] Следовательно, вектор подчиняется определенному закону преобразования его компонент (1.5) и отличается от скалярной величины, численное значение которой не меняется при преобразовании координат. Очевидно, что сам вектор не меняется в новых координатах, а меняются только его компоненты. [c.6] Целесообразно принять индексную форму записи, основанную на общепринятых соглашениях. [c.6] При такой записи пользуются двумя правилами. [c.6] Соглашения о суммировании и ранге относятся не только к векторам, а вообще к любой записи и любым операция.ч (если нет специальной оговорки о противном). [c.6] Отметим, что немой индекс при суммировании заменяется цифрами, поэтому немой индекс пропадает и его можно заменить любой буквой. Можно, например, заменить индекс к на п, но не , так как ( в данном случае принят в качестве свободного индекса. [c.7] Вернуться к основной статье