Равновесие части жидкости

Возможным приемом расчета силы давления, который часто упрощает решение задач, является рассмотрение равновесия объема жидкости, заключенного между стенкой и плоским сечением, проведенным через ее граничный контур. Пусть, например, требу ется определить силу Р давления жидкости на коническую крышку (рис. III—5). Условие равновесия объема жидкости, заполняющей конус, выражается векторным уравнением [c.54]

При сжатии насыщенного пара концентрация молекул пара увеличивается, равновесие между процессами испарения и конденсации нарушается и часть пара превращается в жидкость. При расширении насыщенного пара концентрация его молекул уменьшается и часть жидкости [c.85]

Незначительное изменение температуры вязкого подслоя, где расположены паровые зародыши, приводит к нарушению термодинамического равновесия. Г- сли радиус возникшего на поверхности нагрева парового зародыша больше критического R > >. / min). то незначительное превышение те.мпературы жидкости относительно равновесной приводит к испарению части жидкости в пузырь. Пузырек быстро растет и развивается. Если радиус парового зародыша меньше критического R < то при [c.102]

Согласно основному свойству жидкостей, находящихся в равновесии, поверхностные силы, заменяющие действие отброшенной части жидкости при выделении тетраэдра, будут направлены по нормали к граням тетраэдра. Таким образом, эти силы являются силами давления. Если обозначить величины сил давления, приложенных к граням Pj,, Ру, и f n (рис. 1.1), то для сохранения условий равновесия, известных из статики твердого тела, необходимо, чтобы сумма всех внешних сил или сумм проекций всех внешних сил на координатные оси была равна нулю. Для рассматриваемого тетраэдра это условие можно записать в виде [c.18]

Разделим плоскостью А В данный объем жидкости на две части. Жидкость, заключенная в 1 части исследуемого объема, будет воздействовать на часть II по плоскости раздела АВ. Обозначив площадь плоскости раздела через со (рис. 2.1), мысленно отбросим правую, I часть. Тогда для сохранения равновесия оставшейся левой части заменим воздействие на нее отброшенной I части силой Р, называемой силой гидростатического давления, действующего на площадь оз. [c.18]

Для того чтобы для жидкости установить необходимые условия устойчивости равновесия, можно мысленно переместить некоторое количество жидкости и посмотреть, что затем будет происходить с этой частью жидкости под действием сил, которые на нее будут действовать после сообщенного ей перемещения. В указанном выше примере вода — ртуть состояние равновесия, изображенное на рис. 7, а, будет, очевидно, неустойчивым, так как частица ртути, смещенная в слой воды, в силу того, что действующая на нее архимедова сила будет меньше действующей на нее силы тяжести, начнет опускаться вниз. Наоборот, равновесие, изображенное на рис. 7, б, будет устойчивым. [c.16]

Следующая особенность заключается в том, что это равновесие оказывается неустойчивым. Если температура жидкости несколько превысит равновесное значение, то произойдет испарение части жидкости внутрь пузырька и его радиус увеличится. При этом согласно уравнению Лапласа давление пара в пузырьке понизится. Это приведет к новому отклонению от равновесного состояния. Пузырек начнет неограниченно расти. Так же при незначительном понижении температуры жидкости часть пара сконденсируется, размер пузырька уменьшится, давление пара в нем повысится. Это повлечет за собой дальнейшее отклонение от равновесных условий, теперь уже в другую сторону. В итоге пузырек полностью сконденсируется и исчезнет. [c.111]

Равновесие между внешней Fe и внутренней Fi силами нарушается и часть жидкости, находящейся при температуре 20°С, вновь испаряется, образуя пары и восстанавливая равенство двух противоположных сил Fe и Fi, (см. рис.28.4, а также раздел 1. Влияние температуры и давления на состояние хладагентов).. [c.154]

Принципы определения кривых ликвидуса в тройных системах аналогичны описанным выше для двойных систем, но они включают новые усложнения, связанные с тем, что встречаются два типа эвтектик. Имеются истинные тройные эвтектики, в которых жидкость находится в равновесии с тремя твердыми фазами они затвердевают при постоянной температуре и аналогичны описанным выше эвтектикам бинарных систем. Имеются также эвтектики, в которых две твердые фазы находятся в равновесии с жидкостью и поскольку в тройной системе имеются три компонента, они не являются безвариантными точками и затвердевают в интервале температур (см. главу 29). Они часто называются двойными эвтектиками, хотя, по-видимому, неправильно говорить о двойной эвтектике в тройной системе [c.135]

Лагранж вывел уравнения равновесия несжимаемой жидкости из принципа возможных перемещений с помощью своего знаменитого метода неопределенных множителей. В механике несжимаемой жидкости в качестве условного уравнения он записал условие несжимаемости или неизменности объема каждого элементарного параллелепипеда dx dy dz. Умножив вариацию условного уравнения на неопределенный множитель К, сложив это с правой частью общей формулы статики и детально разработав вывод вариации б (dx dy dz), Лагранж получил уравнение равновесия несжимаемой жидкости в виде [c.177]

Преобразовав левую часть по способу, который теперь носит название способа Гаусса — Остроградского, а затем приравняв скобки при независимых вариациях баг, Ьу, 6z нулю, Лагранж получил уравнения равновесия несжимаемой жидкости в окончательном виде (ранее записанные Эйлером) [c.177]

Твердое тело, объем которого в известных пределах не зависит от давления, будет или плавать на поверхности жидкости, или опустится на дно. Если же вес тела в точности равен весу вытесненной жидкости, то оно будет находиться в состоянии безразличного равновесия в любой части жидкости. [c.344]

Основное свойство жидкости состоит в следующем в напряженном состоянии жидкость не может быть в равновесии, если силы, действующие между двумя смежными частями жидкости, расположены наклонно к их общей поверхности. Гидростатика основывается на этом свойстве жидкости, и последнее подтверждается полным согласием между теорией и опытом. Однако непосредственное наблюдение показывает, что в движущихся жидкостях могут иметь место косо направленные напряжения. Пусть, например, сосуд, имеющий форму круглого цилиндра и содержащий воду (или другую жидкость), вращается около своей оси, направленной вертикально. Если угловая скорость сосуда постоянна, то мы очень скоро увидим, что жидкость с сосудом вращаются как одно твердое тело. Если затем привести сосуд в состояние покоя, то движение жидкости еще будет продолжаться некоторое время, становясь постепенно все более медленным, и, наконец, прекратится мы увидим, что в течение этого процесса частицы жидкости, которые более удалены от оси, будут отставать от частиц, находящихся ближе к оси, и скорее потеряют свое движение. Это явление указывает на то, что между смежными частями жидкости возникают силы, одна из компонент которых направлена тангенциально к их общей поверхности. В самом деле, если бы силы взаимодействия между частицами жидкости были направлены нормально к их общей поверхности, то ясно, что момент количества движения относительно оси сосуда каждой части жидкости, ограниченной поверхностью вращения около этой оси, был бы постоянен. Далее мы заключаем, что тангенциальные силы отсутствуют, пока жидкость движется как твердое тело они появляются только тогда, когда имеет место изменение формы частиц жидкости и эти силы направлены так, что они стремятся помешать изменению формы. [c.13]

Теория напряженного состояния. Рассмотрим напряженное состояние жидкости, находящейся в равновесии. Прежде чем определить это понятие, заметим, что общие теоремы о равновесии сил применимы также к жидким телам. Это следует из так называемого принципа отвердевания, сущность которого заключается в следующем. Если в какой-либо подвижной системе, находящейся в равновесии, сделать отдельные ее части неподвижными, то от этого равновесие всей системы не нарушится. Следовательно, в случае жидкости, находящейся в равновесии, можно всегда вообразить, что некоторая ее часть отвердела от этого равновесие всей жидкости не нарушится, к отвердевшей же части можно применить теоремы о равновесии твердых тел . Однако для исследования равновесия жидкости не обязано единицах для измерения давления см. 3. [c.11]

Если плотность жидкости изменяется непрерывно, то устойчивое равновесие по-прежнему будет иметь место в том случае, когда плотность везде уменьшается снизу вверх. Равновесие однородной жидкости в отличие от равновесия расслоенной неоднородной жидкости всегда является безразличным. В самом деле, как бы ни перемещать любые части однородной жидкости, находящейся в равновесии, возмущающие силы, нарушающие равновесие, возникать не будут. [c.25]

Почти все силовые поля, встречающиеся в физике, за исключением магнитных полей, вызванных электрическим током, имеют потенциал, поэтому приведенное выше условие о существовании потенциала практически пе вносит никакого ограничения. Но другое условие — постоянство плотности на каждой поверхности равного потенциала — практически весьма важно. Оно может но соблюдаться, например, в том случае, когда жидкость или газ в каком-нибудь месте нагревается. Это приводит к уменьшению плотности в этом месте, вследствие чего равновесие становится невозможным, так как нагретая жидкость приходит в движение и увлекает за собой соседние части жидкости. Только после того, как наиболее нагретые части жидкости расположатся выше других частей, устанавливается состояние покоя. [c.40]

Обзор содержания. Классическая механика жидкости является одним из разделов механики сплошных сред и исходит, таким образом, из предположения, что жидкость по своей структуре практически непрерывна и однородна. Основное отличие жидкости от других сплошных сред заключается в том, что в положении равновесия касательные напряжения на границе раздела двух смежных частей жидкости должны равняться нулю. Само по себе это свойство не является достаточным для описания движения жидкости, хотя оно и положено в основу гидростатики и гидродинамики. Для того чтобы характеризовать физическое поведение некоторой жидкости, это свойство должно быть обобщено, представлено в надлежащей аналитической форме и учтено в уравнениях движения произвольной сплошной среды. При этом неизбежно получается система дифференциальных уравнений, которым должны удовлетворять скорость, давление, плотность и т. д. при произвольном движении жидкости. В данной статье мы будем рассматривать эти дифференциальные уравнения, их вывод из основных аксиом и различные формы, которые принимают эти уравнения при более или менее ограничительных предположениях, касающихся свойств жидкости или ее движения. [c.5]

Рис. 14.41. Редукционный клапан с регулятором. Ступенчатый золотник 1 в верхнем положении разъединяет камеры подвода 2 и отвода 6 жидкости, в нижнем — соединяет. Из камеры 6 жидкость через демпфер 5 может проходить в камеру 3, через отверстие 7 в камеру 9 и далее через второй демпфер 8, находящийся в золотнике 1, в камеру 4 над золотником. Если в отводящей камере 6 давление ниже предельного, то во всех камерах и в канале, перекрываемом шариком, давление одинаково. Если сила давления жидкости на шарик превысит отрегулированное нажатие пружины, то небольшая часть жидкости через образовавшуюся щель сольется из камеры 4 в резервуар, нарушив равновесие золотника.

Затрудненность перемещения макромолекул относительно друг друга придает полимерам свойства твердого тела. Но в это же время отдельные отрезки макромолекулярных цепей, будучи в непрерывном движении, в каждый момент времени находятся в ином положении по отношению к соседним макромолекулам. Это качество полимера придает ему многие свойства, характерные для жидкостей предельно высокой вязкости. Однако низкомолекулярные жидкости мгновенно изменяют взаимное расположение молекул с изменением внешних условий, в то время как все конформационные изменения макромолекул полимера совершаются очень медленно, отставая от изменений внешнего воздействия. Установление равновесного состояния в полимере отстает от скорости изменений внешнего воздействия тем в большей степени, чем выше в нем межмолекулярные силы. Переход полимера из одного равновесного состояния в другое носит название релаксации. Для полимеров с высокой полярностью время релаксации растягивается на многие годы и кажущиеся равновесия часто принимаются за истинные. При частых сменах знака нагрузки (механической, электрической, тепловой) цепи не успевают достигнуть равновесного состояния, соответствующего новым условиям нагрузки поэтому смена знака нагрузки заставит полимер в каждом цикле нагрузки деформироваться иначе, чем в предыдущем (явление гистерезиса). Явление гистерезиса выражено в полимере тем сильнее, чем выше релаксация и больше частота смены внешнего поля напряжения. [c.23]

В дальнейшем под влажным паром подразумевается смесь насыщенного пара и жидкости, находящихся в равновесии. Часто влажным паром называют такую смесь насыщенного пара и жидкости, в которой жидкость находится в виде взвешенных в паре мелких капель. [c.168]

На рис. 4.23, а показана небольщая часть фазовой диаграммы бинарного сплава А—В, обогащенного компонентом А. Основы фазовых диаграмм рассмотрены в работе [33]. Вместо плавления и затвердевания при единственной температуре Та сплав, содержащий примесь б в Л и имеющий концентрацию В, в идеальном случае плавится в интервале температур от Ту до 7з. Диаграмма на рис. 4.23, а составлена для растворенного вещества В, которое понижает точку плавления вещества А. Заметим, что обе температуры Ту н Тз лежат ниже точки плавления чистого металла А. При охлаждении сплава состава Ву из области жидкости и при условии, что переохлаждение отсутствует, зарождение твердой фазы начинается при температуре Гь Твердая фаза, появившаяся при этой температуре, имеет состав б] и оставляет жидкость состава Ьу. При дальнейшем охлаждении осаждается большее количество твердой фазы, имеющей состав, который изменяется вдоль линии солидуса. Состав оставшейся жидкости изменяется по линии ликвидуса. При температуре Т твердая фаза имеет состав бз, жидкая — Ьз, а при температуре Тз твердая фаза состава бз находится в равновесии с жидкостью состава бз. До сих пор считалось, что скорость охлаждения бесконечно мала, так что всегда поддерживается равновесный состав. Другими словами, твердая фаза состава б], появившаяся первой, успела диффузионно перейти в состав бз, пока температура падала до Тз. Поскольку диффузия в твердом состоянии всегда медленна, а скорость охлаждения не может быть бесконечно мала, концентрационное равновесие никогда не достигается, в результате чего при температуре ниже Тз состав твердой фазы оказывается между 61 и 63, а жидкость с избытком В не затвердеет окончательно, пока температура не достигнет Т . [c.170]

Если жидкость находится в иокое, то составляющие ее частицы неподвижны и не изменяют взаимного расположения друг относительно друга. Выделим в покоящейся жидкости некоторый малый объем и рассечем его плоскостью АВ на две части (рис. 100). Соприкасающиеся по этой плоскости части объема жидкости действуют друг на друга с равными по абсолютному значению и противоположными по направлению упругими силами. Уберем мысленно одну из двух частей этого объема жидкости. Чтобы при этом не нарушить равновесия жидкости, нужно приложить к ней в плоскости АВ силы, действие которых эквивалентно действию удаленной части жидкости. Эти силы направлены по нормали к плоскости сечения. Поэтому равнодействующая Af всех упругих сил со стороны жидкости на плоскость сечения АВ также направлена по нормали к этой плоскости. Обозначим через 5 площадь сечения рассматриваемого объема жидкости плоскостью АВ. [c.131]

Удобным приемом расчета силы давления, часто весьма упрощающим решение задач, являегся рассмотрение равновесия объема жидкости, заключенного между стенкой и плоским сечением, проведенным через ее граничный контур. Пз сть, например, требуется определить силу давления Р на коническую крышку (рис. 3-5). Условие равновесия объема жидкости, заполняющей конус, выражается векторным ypaвнeниe [c.55]

Возможным приемом расчета силы давления, который часто упр-ощает решение задач, является рассмотрение равновесия объема жидкости, заключенного между стенкой [c.54]

Следующая особенность заключается в том, что это равновесие оказывается неустойчивым. Если температура жидкости несколько превысит равновесное значение, то произойдет испарение части жидкости внутрь пузырьков и его радиус увеличится. При этом согласно уравнению Лапласа давление пара в пузырьке понизится. Это приведет к новому отклонению от равновесного состояния. Пузырек начнет неограьгаченно расти. Так же при незначительном [c.118]

Действительно, если заменить погруженное в жидкость те.ю таким же объемом жидкости, то равновесие сохранится при том же законе изменения давления с глубиной. Следовате.чьно, если рассматривать часть жидкости, заменяющую тело, как изолированную материальную систему, то эта система будет находиться в равновесии под действием своего веса и давлений, идентичных тем, которые [щежде действовали на твердое тело. Таким образом, давления, испытываемые твердым телом, погруженным в тяжелую жидкость, находящуюся в равновесии, имеют равнодействующую, равную и прямо противоположную весу вытесненного объема жидкости и проходящую через центр тяжести этого объема (центр давлений). [c.274]

Поясним смысл равенства (5-3") на таком примере. Пусть к соплу поступает жидкость при температуре насыщения, отвечающей плоской междуфазовой поверхности. Испарение части жидкости (в макроскопическом масштабе) может начаться лишь после того, как давление в потоке снизится до уровня, определяемого условием равновесия между жидкостью и устойчивыми зародышами газообразной фазы. На участке от входа в канал и до сечения, в котором достигается равновесное состояние, однородность протекающей среды не нарушается и температура жидкости, как это установлено ранее, почти не изменяется. При фиксированной температуре значения тг,,, так же как и v , зависят только от размера парового пузырька. Следовательно, выражение (5-3") характеризует нижнюю границу ii , а значит, и минимальный размер центров испарения, при котором принципиально возможно возникновение фазового перехода в потоке. Обращение знака неравенства свидетельствует о том, что даже при нулевом противодавлении равновесное состояние в потоке не достигается и парообразование возникнуть не сможет. [c.160]

Рабочие характеристики. Перемещению в радиальном направлении уплотнительного кольца или втулки самоустанавливаю-щегося щелевого уплотнения противодействуют следующие силы сила инерции кольца и той части жидкости, которая должна быть смещена при этом, сила трения между торцом кольца и дном камеры, к поверхности которого кольцо прижато силами давления и пружин (если они имеются). Когда вращающийся вал смещается эксцентрично по отношению к отверстию втулки, то в суженном участке канала возникает добавочное давление вследствие гидродинамического эффекта. Как только равнодействующая радиальных сил, соответствующая новому распределению давлений, превысит противодействующие силы трения и инерции, втулка начинает двигаться в радиальном направлении до, тех пор, пока снова не наступит равновесие. [c.53]

В начале своего труда Д. Бернулли пишет, что под гидродинашЕКой он понимает механику жидкостей в целом, состоящую из двух частей — гидростатики, т. е. учения о равновесии покоягцихся жидкостей, и гидравлики, в которой рассматривается движение жидкостей. Каждая часть нуждается в помощи другой, и автор их соединил, поскольку этого требует порядок вещей, под более общим названием гидродинамики. [c.192]

В бинарной системе А — В точка G показывает состав А, находящийся в равновесии с жидкостью состава Е и твв рдой фазой В состава L. В тройной системе точка G переходит в линию GG. Точка на этой линии показывает состав А, находящийся в равновесии с жидкостью состава, определяемого точкой, лежащей при той же температуре на линии ЕЕ, и твердой фазой Б, состав которой расположен на линии LL, аналогичной линии GG. Треугольник аЬе на рис. 176 получается в результате пересечения грризонтальной плоскостью (температура ЛИНИЙ GG, LL и ЕЕ при этой температуре жидкость состава е находится в равновесии с твердой фазой А состава а и твердой фазой В состава Ь. Можно видеть, что линия ЕеЕ встречается с данной горизонтальной плоскостью в точке е и что ее часть Ее расположена выше плоскости аЬе. [c.318]

Из теории ясны те требования, которые необходимы для образования пузырей пара внутри жидкости при различных степенях перегрева, но практическая реализация таких условий требует необычных способов кипячения воды. Требования состоят в том, чтобы жидкость нагревать медленно и равномерно по всему объему, не допуская того, чтобы в жидкости у стенок сосуда возникал очень больщой перепад температуры. Кроме того, поверхность стенок сосуда должна быть чистой и без царапин или впадин. В случае возникновения очень больших градиентов температуры все пузыри образуются либо в очень тонком пограничном слое, примыкающем к стенкам, либо фактически на твердых поверхностях сосуда. Таким образом, в случае нагревания сосуда с водой бунзеновской горелкой большая часть пузырей образуется на дне сосуда, быстро поднимается через тепловой слой и перемешивается с основной массой жидкости. Таким путем создаются условия, близко воспроизводящие условия динамического равновесия многих больших пузырей внутри жидкости. И действительно, когда пузыри растут, они поднимаются в более холодные области жидкости, находящиеся над тепловым пограничным слоем, и скорость их роста уменьшается до такого значения, при котором пузыри можно считать находящимися в динамическом равновесии с жидкостью. Так как эти пузыри очень велики, силы поверхностного натяжения пренебрежимо малы, следовательно, давление пара внутри пузыря очень близко к внешнему давлению в жидкости, которое для воды, нагреваемой в сосуде в лабораторных условиях, равно атмосферному давлению. Таким образом, температура кипящей воды [c.238]

А. Клеро в трактате Теория фигур Земли обобщая принцип Ньюто-да, вывел необходимое и достаточное условие равновесия жидкости, показав, что принцип центральных столбов Ньютона, даже взятый совместно с принципом Гюйгенса, еще не является достаточным условием равновесия. Вместо двух ньютоновых столбов Клеро рассматривал канал любой формы, выделенный внутри жидкости и заканчивающийся в двух точках свободной поверхности (или замкнутый). Он утверждал, что равновесие в таком канале невозможно, если усилия всех частей жидкости в нем не уравновешиваются. Под термином усилия (efforts) Клеро понимал то, что Эйлер назвал давлениями. Принцип Клеро содержит утверждение, что разность давлений, взятая по всему ходу замкнутого канала, при равновесии равна нулю. [c.176]

Например, если на дне сосуда, напо шенного жидкостью, лежит несколько кристаллов, растворяющихся в этой жидкости, то части жидкости с высокой концентрацией, прилежащие к кристаллам, будут 1 осте-пеняо диффундировать в области низкой концентрации до тех пор, пока вся жидкость не будет обладать одинаковой концентрацией и не установится равновесие. Если через п обозначить степень концентрации и считать п известным в качестве функции пространства и времени, то законы диффузии (и аналогично — законы трения и теплопроводности) можно будет вывести, считая жидкость за континуум. [c.16]

С другой стороны, несмотря на замедление движения пограничного слоя количество протекающей жидкости должно оставаться ояннако- >ым поэтому часть жидкости, так называемое идро течения, вследствие падения давления еще совсем не заторможенное или только мало затор-члженное ), ускоряет движение в направлении уси трубы до тех пор, пока асимптотически не останавливается рассмотренное в предыдущем номере состояние равновесия между падением . влення II сопротивлением тренил. [c.31]

По мере подвода тепла к кипящей жидкости при неизменном давлении происходит ее испарение и соответственно перемещение поршня в цилиндре. Если после испарения части жидкости прекратить подвод тепла и исключить охлаждение цилиндра, то образовавшийся пар и кипящая жидкость будут находиться в динамическом равновесии, т. е. число молекул, переходящих из жидкости в пар, будет равно числу молекул, переходящих из пара в жидкость. Из этого следует, что в заданном объеме пара может содерлоться строго определенное число молекул. Пар насыщает предоставленный объем. Поскольку пар находится вместе с жидкостью, он называется влажным насыщенным паром. [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...