Жидкость в сосуде.в состоянии невесомости

Рис. 5-49. Жидкость в состоянии невесомости в капиллярном сосуде.

Однако из изложенного не видно, чем же физически состояние тела при невесомости отличается от состояния, которое будет у тела, когда оно просто покоится на поверхности Земли или движется под действием каких-нибудь других сил, например силы тяги. Между тем, что в этих состояниях есть существенное различие, показывает эксперимент. Так, если в кабину падающего лифта или космического летательного аппарата поместить сосуд с жидкостью, не смачивающей его стенок (например, с ртутью), то при невесомости жидкость не заполнит сосуд, а примет в нем форму шара и сохранит ее и вне сосуда. Объясняется это, очевидно, тем, что при невесомости изменяется характер внутренних усилий в теле (в данном случае в жидкости). Следовательно, чтобы выяснить, в чем состоит отличительная особенность состояния невесомости, надо обратиться к рассмот ению возникающих в теле внутренних усилий. [c.258]

Если жидкость находится в состоянии невесомости (см. 33), то изменения давления с высотой, обусловленные силой тяжести, исчезают. В этом случае исчезают также весовое давление на стенки и дно сосуда и выталкивающая сила. [c.134]

ЖИДКОСТЬ в СОСУДЕ в состоянии НЕВЕСОМОСТИ [c.179]

Для условий же невесомости член dL в уравнении (2-24) отсутствует, и состояние равновесия жидкости в условиях невесомости будет определяться минимумом свободной энергии системы жидкость—пар —стенки сосуда. Понятно, что с наступлением невесомости исходное (горизонтальное) положение жидкости в сосуде в общем случае не соответствует условию минимума свободной энергии и, следовательно, не является положением равновесия. Поэтому в рассматриваемой изотермической системе будет протекать самопроизвольный процесс, ведущий к уменьшению свободной энергии (понятно, что при этом будет меняться положение центра масс системы ). Рассмотрим этот процесс. Прежде всего, следует подчеркнуть, что, как было показано выше, для случая О<0<18О° положение, когда сферическая поверхность жидкости пересекается со стенкой сосуда, соответствует минимуму свободной энергии данной системы Следовательно, для этого случая (0< 9<180°) положение, когда одна фаза целиком располагается внутри другой, соответствует значению свободной энергии большему, чем F (но, разумеется, меньшему, чем исходное значение свободной энергии системы при плоской поверхности раздела фаз — иначе положение поверхности раздела оставалось бы неизменным) . Обозначим величину свободной энергии системы в исходном состоянии, когда поверхность раздела фаз горизонтальна, через исх. а величину свободной энергии системы в промежуточ- [c.182]

Содержание Введение. Равновесие термодинамических систем, совершающих помимо работы расширения другие виды работы. Магнетики. Диэлектрики. Сверхпроводимость. Поверхностные явления. Газ и жидкость в поле тяготения. Жидкость в сосуде в состоянии невесомости. Излучение. Упругие твердые тела. Гальванические элементы. [c.246]

Статические формы мениска жидкости для случая нормальной гравитации и невесомости в сферическом сосуде приведены в [Л.5-75], где показано, что в состоянии невесомости поверхность жидкости обязательно сферическая, а радиус этой сферы определяется полностью углом контакта на поверхности раздела, формой сосуда и количеством жидкости в нем. Угол встречи сферической поверх- [c.450]

Задаваясь различными значениями величины hiR, можно вычислить и затем для любого заданного значения 0 рассчитать те значения hIR, при которых выполняется условие (8-9). Результаты такого расчета приведены на рис. 8-4, на котором в координатах 0 / h R) представлены кривые, отделяющие области А, Б v В. Значения 0, лежащие на границах этих областей, мы будем называть предельными значениями краевых углов. Если параметры системы определяются точкой, лежащей в области А, термодинамически возможен переход в условиях полной невесомости из исходного состояния в состояние, при котором газ находится в виде шара внутри жидкости. Область Б соответствует возможности отделения жидкости от стенок сосуда и попадания ее в виде [c.184]

Для того чтобы вычислить разность между свободной энергией в исходном состоянии с плоской поверхностью раздела между фазами и в состоянии устойчивого равновесия при невесомости, необходимо вычислить геометрические характеристики сфер, образующих при пересечении со сферической поверхностью сосуда заданный угол 0 и рассекающих сосуд на две части, соотношение между которыми определяется количеством залитой в сосуд жидкости. Решение этой задачи хотя и связано с довольно громоздкими расчетами, принципиальных затруднений не представляет. [c.186]

После того как ракета или космический корабль достигли требуемой большой скорости, которая в зависимости от назначения ракеты или космического корабля должна быть различной (см. 76), двигатели выключаются если при этом космический корабль уже поднялся на такую высоту, где плотность атмосферы очень мала и поэтому она не создаег сколько-нибудь заметного сопротивления движению, то корабль и все заключенные в нем тела находятся под действием только сил тяготения Земли, Луны, планет и Солнца (какие из этих сил практически следует учитывать — зависит от места нахождения корабля). Вследствие этого для кораб.пя и всех находящихся в нем тел наступает состояние невесомости. Исчезают деформации тел и обусловленные ими силы, действующие со стороны частей тела друг на друга и со стороны одних тел на другие например, тела перестают давить на подставки, на которых они покоятся, и если тело приподнять над подставкой, то оно будет покоиться в таком положении ( висеть в воздухе) жидкость, налитая в сосуд, перестанет давить на дно и стенки сосуда, поэтому она не будет вытекать через отверстие внизу сосуда и ее надо будет через это отверстие выдавливать отвесы будут покоиться в любом положении, в котором их остановили. Тела, которым сообщена относительно кабины корабля начальная скорость в любом направлении, будут двигаться в этом направлении прямолинейно и равномерно (если пренебречь сопротивлением воздуха, находя-Н1егося в кабине), пока не придут в соприкосновение с другими телами, после чего возникнут явления типа соударения. [c.190]

Статические формы мениска жидкости для случая нормальной гравитации и невесомости в сферическом сосуде приведены в [Л.5-82], где показано, что в состоянии невесомости поверхность жидкости обязательно сферичккая, а радиус этой сферы полностью определяется углом контакта на поверхности раздела, формой сосуда и количеством жидкости в, нем. Угол встречи сферической поверхности "жидкости со стенкой сосуда должен равняться углу контакта в, существующему всегда вне зависимости от гравитационного поля. Принимая во внимание эти гра-ничные/условия, для конфигурации жидкости в сферическом сосуде можно получить только единственное решение, которое для различных случаев представлено на рис. 5-47. [c.382]

В космическом корабле, спутнике, падающем лифте, летящем только под действием силы тяжести самолете возникает так называемое явление невесомости. Любое тело, находящееся в корабле, спутйике и т. п., в то время, когда они подвержены только действию силы тяготения Земли (или других небесных тел), как бы теряет свой вес Космонавт свободно парит в кабине, ни на что не опираясь, он может положить свой карандаш в воздухе , и карандаш не будет падать. Жидкость, если она не смачивает стенки сосуда, стремится принять форму шара, и т. д. Прежде всего отметим, что все аппараты, в которых наблюдается состояние невесомости, находятся в состоянии ускоренного движения под действием только силы тяготения, в состоянии свободного падения. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...