Сжимаемость жидкостей и газов. Коэффициент объемного сжатия и модуль объемной' упругости. Закон Гука. Закон Бойля-Мариогга. Бароклннная и баротропная жидкость.
Оценка упругих свойств жидкостей может осуществляться по ряду специальных параметров.
коэффициент объёмного сжатия жидкости представляет собой относительное изменение объёма жидкости при изменении давления на единицу. По существу это известный закон Гука для модели объёмного сжатия:
н
ачальный
объём жидкости, (при начальном давлении),
коэффициент объёмного (упругого) сжатия жидкости.
Считается, что коэффициент объёмного сжатия жидкости зависит с достаточно большой точностью только от свойств самой жидкости и не зависит от внешних условий. Коэффициент объёмного сжатия жидкости имеет размерность обратную размерности давления, т.е. м/н.
адиабатический модуль упругости жидкости К, зависящий от термодинамического состояния жидкости (величина обратная коэффициенту объёмного сжатия жидкости): ,
Величина модуля упругости жидкости имеет размерность напряжения, т.е. н/м .
закон Бойля-Мариотта, согласно которому при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная.
Закон Бойля-Мариотта гласит: при постоянной температуре и массе идеального газа произведение его давления и объёма постоянно:
,
где:
p — давление газа
V — объём газа
сжимаемая жидкость — жидкость, плотность которой является переменной величиной и в общем случае зависит от температуры и давления. Соотношение, связывающее между собой давление p, температуру T и }} (или удельный объём), называют уравнением состояния.плотность {{ Для С. ж. (в отличие от несжимаемой жидкости) скорость распространения малых возмущений имеет конечное значение (равное скорости звука), с чем связаны многие особенности обтекания тел потоком С. ж. Наиболее простой моделью С. ж. является баротропная среда, плотность }}(p). Если}} = {{которой есть функция только давления, то есть {{ }}(p) = Cpn, где C и n — некоторые постоянные, то движение таких{{ сред называют политропическим, а величина 1/n — показателем политропы. Случай n = 0 соответствует несжимаемой жидкости, а при n = 1 имеет место изотермическое течение. С. ж., плотность которой не есть функция только одного давления, называется бароклинной. Наиболее распространённой моделью бароклинной жидкости является совершенный газ, }}RT, где R — газоваяудовлетворяющий уравнению Клапейрона p = {{ постоянная, и имеющий постоянные удельные теплоёмкости при постоянном давлении cp и постоянном объёме cV. Область её применимости ограничена }}относительно небольшими температурами движущейся среды (T {{ К). При больших сверхзвуковых скоростях полёта начинают1000 проявляться реального газа эффекты, и необходимо пользоваться различными моделями несовершенного газа.
Парообразование и конденсация. Парциальное давление. Давление насыщенного пара.
Испаряемость. Испаряемость присуща всем жидкостям, но в различной степени, причем она сильно зависит от условий, в которых находится жидкость. Одной из характеристик испаряемости является температура кипения при нормальном атмосферном давлении. Но атмосферное давление – это лишь частный случай давления в гидросистеме, поэтому более полной характеристикой испаряемости является давление (упругость) насыщенных паров pн.п.. Чем выше pн.п, тем более летучая жидкость. С ростом температуры оно возрастает, но для разных жидкостей в различной степени. Поэтому даже сухой воздух в квартире зимой при контакте с предметом, занесенным с мороза, при остывании становится влажным, и из него конденсируются капельки воды. Это хорошо знают люди, носящие очки. Образование конденсата можно наблюдать на поверхности труб, по которым подается холодная вода, на оконных стеклах и т.п.
Для многокомпонентных жидкостей (смесей) давление насыщенных паров зависит еще и от соотношения объемов паровой и жидкой фаз. Для них давление насыщенных паров тем больше, чем большая доля объема занята жидкостью. В справочниках для них приводятся значения pн.п. при соотношении объемов паровой и жидкой фаз 4:1.