Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2013 в 22:49, контрольная работа
Агрегатное состояние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.
1. Что Вы знаете об агрегатных состояниях вещества?
2. Как направлен градиент давлений жидкости, находящейся в емкости (резервуаре)?
3. В чем состоит принцип действия сифона и вакуумного насоса?
4. Покажите некоторые типовые, часто встречающиеся на практике линии тока.
5. Как дивергенция скорости зависит от наличия в точке источника или стока?
6. Покажите, что увеличение скорости течения жидкости приводит к уменьшению давления.
7. Запишите и поясните смысл уравнения неразрывности сжимаемой жидкости.
8. Какие еще парадоксы гидромеханики Вам известны?
Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
в г. Октябрьский
Кафедра ИТМЕН
Контрольная работа
по дисциплине: «Механика сплошной среды»
Вариант 48
Выполнил: ст.гр. ГБЗ-10-11 О.В.Орловский
Проверил: преподаватель П.А.Ларин
2013 г.
1. Что Вы знаете
об агрегатных состояниях вещес
2. Как направлен градиент
3. В чем состоит принцип
4. Покажите некоторые типовые,
часто встречающиеся на
5. Как дивергенция скорости
6. Покажите, что увеличение скорости течения жидкости приводит к уменьшению давления.
7. Запишите и поясните смысл
уравнения неразрывности
8. Какие еще парадоксы
1. Что Вы знаете об
агрегатных состояниях
Агрегатное состояние
— состояние вещества, характеризующееся
определёнными качественными
Вещество (тела) могут находиться в разных агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном.
Твёрдое тело. Состояние, характеризующееся способностью сохранять объём и форму. Атомы твёрдого тела совершают лишь небольшие колебания вокруг состояния равновесия. Присутствует как дальний, так и ближний порядок.
Жидкость. Состояние вещества, при котором оно обладает малой сжимаемостью, то есть хорошо сохраняет объём, однако не способно сохранять форму. Жидкость легко принимает форму сосуда, в который она помещена. Атомы или молекулы жидкости совершают колебания вблизи состояния равновесия, запертые другими атомами, и часто перескакивают на другие свободные места. Присутствует только ближний порядок.
Газ. Состояние, характеризующееся хорошей сжимаемостью, отсутствием способности сохранять как объём, так и форму. Газ стремится занять весь объём, ему предоставленный. Атомы или молекулы газа ведут себя относительно свободно, расстояния между ними гораздо больше их размеров.
2. Как направлен градиент давлений жидкости, находящейся в емкости (резервуаре)?
Вектор grad p направлен перпендикулярно поверхности равных давлений в сторону возрастания давлений.
3. В чем состоит принцип действия сифона и вакуумного насоса?
Принцип действия сифона (I): в резервуар с жидкостью погрузить один конец предварительно заполненной жидкостью трубы, то при открытии крана на другом конце трубы, находящемся ниже уровня жидкости в резервуаре, жидкость из трубы за счет силы тяжести будет непрерывно вытекать, вследствие чего в сифонной трубе образуется разреженное пространство.
На высоте h1: pабс=рат- ρgh1 <pат, ρgh1 – вакуумметрическое давление.
На глубине h2: pабс=рат+ ρgh2 > pат, ρgh2 – вакуумметрическое давление.
Если трубку открыть, жидкость вытекает – принцип действия сифона.
Вакуумные насосы (II) работают по принципу вытеснения. Полученный вакуум, т.е. его величина зависит от герметичности рабочего пространства, создаваемого рабочими органами насоса (золотниками, пластинами, колесами совместно с жидкостью). Насос в конечном счете должен обеспечить два важнейших условия: понизить давление в замкнутом пространстве до определённой величины Рвmin путём забора газовой среды из замкнутого пространства (объёма) и осуществить это за определённое время.
На высоте Н:0<pабс=рат- ρgH < pат, ρgH – вакуумметрическое давление.
Если pабс= 0, высота Н= рат/ρg. Для воды Н~10 м, для ртути Н ~ 0,76 м.
В этом – принцип действия вакуумного насоса.
4. Покажите некоторые типовые, часто встречающиеся на практике линии тока.
5. Как дивергенция скорости зависит от наличия в точке источника или стока?
Если жидкость несжимаема, тогда количество жидкости внутри контрольного объема V неизменно.
Возможны три разных случая:
1. Поток скоростей Q > 0 – из объема V вытекает больше жидкости, чем втекает. Это возможно только при наличии внутри объема V источников, питающих поток.
2. Если Q < 0, внутри объема V обязательно имеются стоки.
3. Если внутри объема V нет ни источников, ни стоков, Q = 0.
Во всех трех случаях внутри объема V могут быть и источники, и стоки, но в первом случае больше интенсивность источников, во втором – больше интенсивность стоков, в третьем – интенсивности источников и стоков равны.
6. Покажите, что
увеличение скорости течения
жидкости приводит к
Скорость течения жидкости в трубе с меньшим сечением больше (жидкость несжимаемая и струя не разрывается), значит, при переходе из трубы с большим сечением в трубу с меньшим сечением на жидкость действует ускоряющая сила - сила давления. Это означает что давление в трубе с большим сечением (при малой скорости) выше. И, наоборот, при увеличении скорости давление жидкости уменьшается.
7. Запишите и поясните смысл уравнения неразрывности сжимаемой жидкости.
Уравнение неразрывности сжимаемой жидкости
Оно выражает собой закон сохранения массы в элементарном объёме, то есть непрерывность потока жидкости или газа. Его дифференциальная форма
8. Какие еще парадоксы гидромеханики Вам известны?
Кроме парадокса Даламбера, известно много парадоксов «переупрощения математической модели». Так, безотрывное обтекание острой кромки пластины приводит к «парадоксу бесконечности» — скорость жидкости при подходе к кромке неограниченно растет. Более того, для разворота потока на 180° требуется так называемая центростремительная сила. В силу третьего закона Ньютона на пластину будет действовать такая же по величине сила (ее называют подсасывающей). Реальное обтекание кромки — отрывное, от нее отходит линия разрыва касательной составляющей скорости, скорость на кромке конечна.
Парадокс Гиббса — физический парадокс, возникающий при исследовании аддитивности энтропии. Рассмотрим систему, состоящую из теплоизолированного сосуда, разделённого на две равные части тонкой жёсткой перегородкой, по разные стороны от которой находятся два различных идеальных газа. Откроем перегородку. Газы начнут смешиваться. Так как они идеальные, то процесс можно представить, как независимое расширение двух идеальных газов в вакуум. Расширение газа в вакуум — необратимый процесс, в нём энтропия системы возрастает. Значит, для каждого рассмотренного газа энтропия возрастает, а в силу её аддитивности, соответственно возрастёт и энтропия системы в целом. Парадокс возникает, если представить, что по обе стороны от перегородки находится один и тот же газ при одинаковом давлении и температуре. Тогда открытие перегородки никак не влияет на состояние системы, это просто состояние равновесия. Энтропия — функция состояния, поэтому в состоянии равновесия она неизменна. Это противоречит утверждению о том, что энтропия системы возрастет после открытия перегородки.
Парадокс Архимеда. Согласно этому закону сила, действующая на тело, погружённое в жидкость, равна весу вытесняемого им объёма жидкости. В случае судна сила Архимеда равна весу воды в объёме той части судна, которая погружена в воду. Если эта сила больше, чем вес судна, то оно будет плавать.
Парадокс Архимеда утверждает, что тело может плавать в объёме воды меньшем, чем объём самого тела, если его средняя плотность меньше, чем плотность воды. Таким образом, массивное тело (например, корабль) может плавать в объёме воды намного меньшем, чем объём самого тела, при условии, что вода окружает тело со всех сторон.
Список литературы