2.1. Стаціонарний рух ідеальної рідини. Рівняння Бернуллі. Ламінарна і турбулентна течії.

Ідеальна рідина — теоретична модель рідини, яка абсолютно нестислива й повністю позбавлена внутрішнього тертя (в'язкості). в ідеальній рідині густина однакова в кожній точці та в ній не відбудеться втрат механічної енергії.

Стаціонарний рух рідини — такий рух, при якому швидкість рідини в різних точках потоку не змінюється зі спливанням часу. Під час стаціонарного руху ідеальної рідини по трубі крізь будь-які пе­рерізи (Sj, S₂) за рівні проміжки часу ∆t протікають рівні маси рідини

рівняння неперервності:

під час стаціонарної течії ідеальної рідини в перерізі мен­шої площі швидкість потоку ріди­ни більша

Для стац руху ід рідини у потенц. силовому полі справджується р-ня Бернуллі:

рівняння Бернуллі — пов'я­зує зміну тиску р в потоці ідеальної рідини зі зміною швидкості v течії та висоти h розміщення потоку рідини над рівнем відліку:

де р₁,, р_г — статичний тиск рідини в перерізах Sj і S_2, h₁, h₂ — висота цих точок, яка відрахована від певного загального рівня, і v₁, і v₂ — швидкості рідини в цих самих точках.

Р-ня Бернуллі вира­жає закон збереження механічної енергії для рухомої рідини — закон Бернуллі:

Тиск рідини, що тече в трубі, більший у тих частинах, де швидкість течії менша, і, навпаки, там, де швид­кість течії більша, тиск менший.

Наслідком закону Бернуллі є фор­мула Торрічеллі для розрахунку швидкості витікання рідини з отвору малого перерізу:

в'язкість — характеристика внут­рішнього тертя в рідині, яка прояв­ляється в протидії рідин текучості, залишковій деформації. Наблизимося до опису руху реальних рідин, тобто відійдемо від моделі ідеальної рідини й ураховуватимемо в'язкість. У цьо­му випадку рух в'язкої рідини може бути ламінарним або турбулентним.

Ламінарний рух — рух в'язкої рідини, при якому окремі шари ковзають один відносно іншого, не змішуючись.

Турбулентний рух — рух в'язкої рідини, який супроводжується змішуванням шарів та утворенням вихорів.

Ламінарний рух характерний узагалі для руху в'язкої рідини з малими швидкос­тями у вузьких трубах (наприклад, у капілярах).

Прикладом ламінарного руху буде рух рідини, що міститься між двома пластина­ми, одна з яких рухається паралельно до іншої з невеликою відносною швидкістю

2.2. Магнетики. Магнітне поле у магнетиках. Пара- і діамагнетики. Феромагнетизм

Магнетики — речовини, які на­магнічуються в зовнішньому магніт­ному полі, тобто створ власне магнітне поле. Для х-ки намагнічу стану магнетика вводять вектор намагнічення І що = маг моменту одиниці обєму магнетика: де Р - маг момент і-го атома, який перебув у фіз. малому об’ємі сер-ща, -їх заг к-ть в об’ємі . -концентрація частинок.Намагніченість речовини характе­ризують магнітною проникністю μ— від­носна величина, яка показує, у скільки разів магнітна індукція в даному середовищі більша (або менша), ніж у вакуумі:

Магнітне поле, яке створюється молекулами (атомами, іонами) речовини, називаються власними або внут маг полем. Це поле обумовлене існуванням у атомів (молекул, іонів) магнітних моментів і х-ся вектором маг індукції Ввнутр.

Вектор В індукції результуючого магнітного поля в магнетику рівний векторній сумі магнітних індукцій зовнішнього (що намагнічує) і внутрішнього полів: = внутр. де В₀ - магнітна індукція поля у вакуумі; В₀ = ₀Н (у СІ

Магнітна індукція Ввнутр внутрішнього поля для неферомагнітних речовин пропорційна вектору інтенсивності намагнічуваності І: Ввнутр = (у СІ)

За магнітною проникністю і харак­тером взаємодії з магнітним полем усі речовини в природі є магнетиками і їх поділяють на діамагнетики, парамагнетики і феромагнетики.

Діамагнетики ( -зовн маг поле послаблюється)— речовини, що послаблюють зовнішнє магнітне поле.У діамагнетиків магнітна проникність менша за одиницю. Для діамагнетиків відносна проник­ність не залежить від температури.Незвичайною властивістю діамагне­тиків є те, що вони виштовхуються з області сильнішого магнітного поля в область слабшого поля таким чином, щоб мінімізувати потік магнітного поля через поверхню діамагнетика. До діа­магнетиків належить більшість газів (крім кисню), вода, мідь, срібло, зо­лото, алмаз, скло, сірка.

Парамагнетики( -зовн маг поле підсилюється) — речовини, які намагнічуються в напрямі вектора індукції зовнішнього магнітного по­ля і посилюють його.

Парамагнетики втягуються в об­ласть сильнішого поля. В парамагне­тиках також існують колові мікро-струми, кожен з яких має певне зна­чення магнітного моменту. за відсутності зовніш­нього поля всі ці моменти напрямле­ні хаотично таким чи­ном, що середній магнітний момент об'єму речовини дорівнює нулеві. Якщо розмістити таку речовину в зовнішньому магнітному полі, то магнітні моменти будуть орієнтуватись за полем.До парамагнет -гази О2, NO та ін., платина,паладій, солі заліза, кобальту. літій калій,рубідій, цезій, кристали елементів перехідних груп ПСМенделеев,їх сплави і хім. сполуки

Феромагнетики-( -дуже сильно намагнічуютьсяназ тверді (кристалічні) реч. які при не дуже високій температурі можуть володіти самодовільною (спонтанною) намагніченістю,яка змін під впливом зовн чинників-маг.поля,деформації, зміни температури.Якщо феромагнетик нагріти вище певної температури(т-ри Кюрі) то він стане парамагнетиком.Після охолодження нижче точки Кюрі його феромаг властивості повністю відновляться. Феромагнетиками є залізо,кобальт, нікель,ін..Феромагнетики на відміну від діа- і пара- магнетиків є сильним маг сер-щем, в яких власне магн поле в сотні тисячі разів може переважати зовн магн поле.

феромагнетизм зумовлений не маг­нітними моментами атомів і моле­кул, які породжуються орбітальним рухом електронів, а власними маг­нітними моментами самих електро­нів (так званими спіновими магніт­ними моментами). Взаємодія елект­ронів у феромагнетиках приводить до утворення в цих речовинах так зва­них доменів — окремих областей розмірами від 10 ² до 10 ^і см, у яких магнітні моменти всіх електронів напрямлені в один бік, і тому загаль­ний магнітний момент домену дуже великий.Кожен домен намагнічений і являє собою магніт. У зовнішньому магнітному полі домени орієнтуються однаково і феромагнетик стає постійним магнітом