Гидростатика. Закон Архимеда

Гидростатика — это частный случай гидроаэромеханики, где изучается равновесие жидкостей и газов, т. е. их скорость равна нулю.

Виды жидкостей
Несжимаемая жидкость — это жидкость или газ, где зависимость плотности от давления не имеет никакого значения.
Сжимаемая жидкость — это газ, где зависимость плотности от давления имеет большое значение.
Идеальная жидкость — это жидкость, где нет внутреннего трения.
Вязкая жидкость — это жидкость, где присутствует внутреннее трение.
Баротропная жидкость — это жидкость, где плотность имеет зависимость только от давления.

Давление — это физическая величина, которая характеризует силу, перпендикулярную поверхности, и ее действие на каждую единицу этой поверхности: fiz12.1

В Международной системе СИ единица давления — это паскаль (Па).

Гидростатическое давление — это давление, которое создается жидкостью, которая при воздействии силы тяжести, остается в равновесии.
Гидростатическое давление определяется следующей формулой:
fiz12.2, где h — высота жидкости, p — плотность жидкости.

Давление жидкости на высоте h определяется формулой:
fiz12.3

Закон Архимеда: выталкивающая сила, которая действует на тело, погруженное жидкость или газ, равна весу жидкости в объеме погруженного тела, эта сила направлена вверх и приложена к центру тяжести вытесненного объема жидкости или газа.
fiz12.4

Агрегатные состояния вещества
Фазовый переход, или превращение — это переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. При этом фазовый переход первого рода имеет скачкообразное изменение внутренней энергии и плотности, это связано с выделением или поглощением теплоты фазового перехода, а фазовый переход второго рода не обнаруживает скачкообразное изменение внутренней энергии и плотности, теплота фазового перехода равна нулю, при этом переходе скачкообразно меняются теплоемкость и термодинамические коэффициенты, которые являются характеристиками относительного изменения объема системы.

Жидкость — это тела, которые имеют определенный объем, но не имеют упругости формы.

Поверхностное натяжение — это свойство, обусловленное сила- ми притяжения между молекулами.

Сила поверхностного натяжения — это сила, действующая вдоль поверхности жидкости перпендикулярно линии, которая ограничивает эту поверхность.

Коэффициент поверхностного натяжения — это физическая величина, определяемая отношением модуля силы поверхностного натяжения, которая оказывает воздействие на границу поверхностного слоя длиной, к этой длине:
fiz12.5

Смачивание — это процесс, появляющийся на границе соприкосновения жидкостей с твердыми телами, другими жидкостями и газами, которое определено взаимодействием молекул на границе контактирующих сред. Капиллярные явления — это процессы, определенные поверхностным натяжением и совершающиеся в тонких узких трубках, т. е. (капиллярах).
Высота подъема или опускания жидкости в капилляре обратно пропорциональна радиусу капилляра и плотности жидкости, определяется:
fiz12.6

Парообразование — это переход вещества из жидкого состоя- ния в газообразное.
Существуют два типа парообразования:

  • испарение;
  • кипение.

Испарение — это явление перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, совершающееся со свободной поверхности жидкости при любой температуре.

Пар (газ) — это совокупность молекул, которые вылетают из жидкости.

Факторы, от которых зависит испарение:

  1. если температура повышается, то скорость испарения увеличивается;
  2. если создавшийся пар сдувается потоком воздуха или откачивается, то скорость испарения возрастает;
  3. если площадь свободной поверхности жидкости больше данного объема, то испарение происходит быстрее.

Теплота испарения или парообразования — это количество теплоты, которую нужно сообщить жидкости при данной температуре и давлении, чтобы перевести ее в пар той же температуры и при том же давлении.

Кипение — это интенсивное испарение жидкости, совершающееся не только с ее свободной поверхности, но и во всем объеме жидкости внутри образующихся при этом пузырьков пара.
Кипение жидкости начинается при такой температуре, когда выполняется условие:
fiz12.7

Теплота испарения (теплота парообразования) — это количество теплоты, которое нужно сообщить веществу, с тем чтобы перевести его из жидкого состояния в газообразное.

Удельная теплота парообразования — это количество теплоты, которое необходимо для превращения вещества единичной массы из жидкого состояния в пар при температуре кипения.

Конденсация — это переход вещества вследствие его охлаждения или сжатия из газообразного состояния в жидкое или твердое.

Разбавленный раствор — это смесь нескольких веществ, в которой одно из веществ является преобладающим, а остальные являются малыми примесями.

Явление осмоса — это проникновение растворителя в раствор через пористую перегородку, плотную для растворенного вещества и отделяющую раствор от чистой жидкости.

Сверхтекучесть — это процесс практически полного отсутствия вязкости, обнаруженного у жидкого гелия.
Твердые тела бывают двух типов:

  • кристаллические;
  • аморфные.

Кристаллы — это твердые тела, обладающие правильным периодическим расположением собирающих их частиц.
Типы кристаллов:

  • металлы, в которых валентные электроны оставляют атомы, делаются коллективизированными, образуя электронный газ в металлах;
  • ионные кристаллы, которые характеризуются ионной связью между правильно чередующимися в узлах кристаллической решетки положительными и отрицательными ионами;
  • валентные кристаллы, характеризуются гомеополярной связью;
  • молекулярные кристаллы в узлах кристаллической решетки которых находятся молекулы;
  • кристаллы с водородными связями — это формирование связи, которое происходит так, что атом водорода передает свой электрон одному из атомов молекулы, водородная связь создастся в основном за счет ионного взаимодействия с образующимся ионом водорода.

Тепловое расширение — это изменение линейных размеров и объемов тел, которые возникают за счет нагревания.

Теплопроводность — это вид теплообмена, который в результате приводит к выравниванию температур различных частей тела, в процессе которого происходит передача энергии от более нагретых частей к менее нагретым.

Коэффициент электронной теплопроводности для металлов, когда происходит классическое приближение идеального электронного газа:
fiz12.8

fiz12.9

теплового движения электронов.

Теплота плавления — это количество теплоты, необходимое для вещества, чтобы перевести его из твердого кристаллического состояния в жидкое.

Кристаллизация — это явление перехода вещества из жидкого состояния в твердое кристаллическое.

Кристаллизация — процесс, обратный плавлению, который происходит при постоянной температуре, равной температуре плавления.

Адсорбция — это концентрирование одного из веществ, совершающееся в смежном слое у поверхности раздела двух фаз. Десорбция — это явление, обратное адсорбции, абсорбция характе- ризуется как объемное поглощение вещества.

Жидкие кристаллы — это состояние отдельных органических веществ, которые находятся в процессе перехода из жидкого состояния в твердое кристаллическое не сразу, а через промежуточные состояния, которым свойственны свойства как жидкостей, так и кристаллов.

Аморфные вещества — это вещества, не имеющие в конденси- рованном состоянии кристаллическое строение, но обладающие упругостью формы.

Структурное стеклование — это перевод аморфного вещества из жидкого состояния в твердое, если осуществляется изменение температуры или давления.

Размягчение — это обратный стеклованию процесс.

Полимеры — это вещества, молекулы которых построены из большого числа повторяющихся групп.

 

Добавление комментария
Adblock detector