4. Основные свойства капельных жидкостей

 Одной из основных механических характеристик жидкости явля­ется ее плотность.

Плотностью   (кг/м³) называют массу жидкости, заключенную в единице объема; для однородной жидкости

где m – масса жидкости в объеме V.

Удельным весом    (Н/м³) называют вес единицы объема жидкости, т. е,.

где G — вес жидкости в объеме V.

Связь между удельным весом y и плотностью ρ легко найти, если учесть, что 

1.Сжимаемость - свойство жидкости изменять свой объем под действием давления. Сжимаемость жидкости характеризуется коэффициентом объемного сжатия, который определяется по формуле

2. Температурное расширение - относительное изменение объема жидкости при увеличении температуры на 1°С при Р = const. Характеризуется коэффициентом температурного расширения

3. Сопротивление растяжению. Жидкость не способна сопротивляться растягивающим усилиям.

4. Силы поверхностного натяжения. σ- коэффициент натяжения, r-радиус сферы.

5. Вязкость жидкости - свойство жидкости сопротивляться скольжению или сдвигу ее слоев. Суть ее заключается в возникновении внутренней силы трения между движущимися слоями жидкости,

где  μ- динамический коэффициент вязкости, или сила вязкостного трения,  dv — приращение скорости, соответствующее приращению координаты dy.

6 . Растворимость газов в жидкостях характеризуется объемом растворенного газа в единице объема жидкости и определяется по закону Генри:

где V_Г - объем растворенного газа; V_Ж - объем жидкости; k - коэффициент растворимости; Р - давление; Р_а - атмосферное давление.

7. Испаряемость свойственна всем капельным жидкостям,

  

5. Гидростатическое давление и его свойство

 Гидростатикой называется раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы равновесия жидкости и их практические приложения.

Рассмотрим основное свойство гидростатического давления: в любой точке жидкости гидростатическое давление не зависит от ориентировки площадки, на которую оно действует, т. е. от углов ее наклона по отношению к координатным осям.

Для доказательства этого свойства выделим в неподвижной жидкости элементарный объем в форме тетраэдра с ребрами, параллельными координатным осям и соответственно равными  ,  и  (рис.2.1). Пусть внутри выделенного объема на жидкость действует единичная массовая сила, составляющие которой равны  ,  и . Обозначим через   гидростатическое давление, действующее на грань, нормальную к оси , через — давление на грань, нормальную к оси , и т. д. Гидростатическое давление, действующее на наклонную грань, обозначим через , а площадь этой грани через  .

Составим уравнение равновесия выделенного объема жидкости сначала в направлении оси  , учитывая при этом, что все силы направлены по нормалям к соответствующим площадкам внутрь объема жидкости.

Рис. 1.4 Элементарный объем в форме тетраэдра с ребрами, параллельными координатным осям и соответственно равными  ,  и 

 

Проекция сил давления на ось Х:

 Масса жидкости в тетраэдре равна произведению ее объема на плотность, т. е.  , следовательно, массовая сила, действующая на тетраэдр вдоль оси  ,составляет

.

Уравнение равновесия тетраэдра запишем в виде:

.

Разделив это уравнение на площадь  , которая равна площади проекции наклонной грани   на плоскость  , т. е.  , получим

При стремлении  размеров  тетраэдра к нулю последний член уравнения, содержащий множитель  , также стремится к нулю, а давления   и   остаются величинами конечными. Следовательно, в пределе получим

Аналогично составляя уравнения равновесия вдоль осей  и  , находим

,   или         (2.1)