Взаємодія - частка - рідина - велика енциклопедія нафти і газу, стаття, сторінка 1
Взаємодія - частка - рідина
Взаємодія частинок рідини з частинками твердого тіла впливає на форму поверхні рідини, налитої в посудину. У самих стінок посудини поверхню рідини викривлена. У вузьких трубках (капілярах) або у вузькому зазорі між двома стінками викривлена вся поверхня рідини. Вигнуті поверхні рідини в судинах називаються менисками. [1]
Взаємодія частинок рідини з частинками твердого тіла впливає і на форму поверхні рідини, налитої в посудину. [2]
Отже, взаємодія частинок рідини яри рівновазі характеризується лише тиском. [3]
Сили внутрішнього тертя виникають в рідині тільки при її русі: взаємодія частинок рідини. знаходяться в спокої або рухаються поруч з однією і тією ж швидкістю, визначається одним лише тиском. Тертя виникає тільки в неоднорідному полі швидкості, при цьому воно тим більше, чим більше ця неоднорідність. В даному випадку елемент знаходиться в точці А (див. Рис. 12.2), зверху він відчуває вплив більш швидкого елемента, а знизу - більш повільного, отже, на гранях, паралельних координатній площині Oxz, будуть діяти дотичні напруження внутрішнього тертя. Своїм виникненням вони зобов'язані неоднорідності поля швидкості в напрямку осі Оу. В інших напрямках неоднорідність поля швидкості відсутній (протягом вважаємо стабілізованою), тому зазначені напруги тертя - єдині. [4]
Одна з найбільш важливих особливостей рідкого стану полягає в тому, що потенційна енергія взаємодії частинок рідини більше середньої кінетичної енергії руху частинок. Внаслідок цього вільний обсяг в рідини менше, ніж в газах, і характер теплового руху частинок іншого. Амплітуду коливань можна приймати приблизно рівною кореню кубічному з вільного об'єму, що припадає на одну молекулу. Якщо енергія молекули перевищить енергію активації дифузії, то молекула перескакує з однієї клітини в іншу. Макроскопічно цей процес описують як дифузію. Треба підкреслити, що ці очевидні відмінності між газом і рідиною набагато більш значні, ніж відмінності між рідиною і твердим тілом. Як ми побачимо далі, навіть структуроутворення, типове для твердих тіл, можна спостерігати в різних ступенях і в рідкому стані. Однак якщо взаємодія між молекулами взагалі виражено слабо внаслідок особливостей їх хімічної природи, то відмінність між газоподібним (пароподібним) і рідким станом певною мірою згладжується. [6]
Зневоднення розчинів шляхом випаровування диспергованих елементів для отримання сухого залишку проводиться в основному в контактних апаратах при взаємодії частинок рідини з нагрітим газовим потоком. [7]
Розвиток цієї техніки зумовило собою і поява наукового трактату Архімеда Про плаваючих тілах, в якому вперше вводиться поняття тиску як основну характеристику взаємодії частинок рідини і використовується припущення про несжимаемости рідини. На основі цих двох механічних передумов на перших порах почала розвиватися гідростатика, для розвитку якої міг бути використаний математичний апарат геометрії Евкліда, а потім, після того як були створені основи механіки і основи диференціального й інтегрального числення, почала розвиватися і гідродинаміка ідеальної нестисливої рідини. Таким чином, більш раннє виникнення гідростатики і гідродинаміки ідеальної рідини обумовлено перш за все тим, що потреби практики людини змушували використовувати тиск рідини в якості активного чинника, з цієї ж причини відбувалося і більш інтенсивний розвиток зазначених розділів гідродинаміки і в наступні часи. [8]
Інша річ, коли рідина межує з іншою рідиною або з твердим тілом або з газом під великим (кілька сот атмосфер) тиском. В цьому випадку щільності речовин можна порівняти між собою і нехтувати взаємодією частинок рідини з частинками дотичної середовища вже не можна. [9]
Однак крім внутрішніх сил взаємодії між частинками, з-за яких і виникають сили поверхневого натягу, на рідину зазвичай діють ще й зовнішні сили. Це, по-перше, сила тяжіння і, по-друге, сили взаємодії частинок рідини з частинками твердих стінок посудини, в якому вона міститься. Тому дійсна форма, яку приймає рідина, визначається співвідношенням цих трьох сил. [10]
При рівновазі твердого тіла вектор напруги має дві складові: нормальну, спрямовану по нормалі до площадки, і дотичну, розташовану в площині самого майданчика. При рівновазі ж рідини в деякому посудині вектор напруги має лише одну нормальну складову і притому спрямовану завжди всередину розглянутих частинок. Інакше кажучи, взаємодія частинок рідини при рівновазі характеризується одним лише тиском. [11]
Масові і поверхневі сили можуть бути зовнішніми і внутрішніми. Зовнішні сили діють на розглянуту масу і поверхню рідини ззовні і прикладені відповідно до кожній частинці рідини, що становить масу, і до кожного елементу поверхні, що обмежує рідина. Внутрішні сили представляють собою сили взаємодії частинок рідини. Вони є парними, їх сума в даному об'ємі рідини завжди дорівнює нулю. [12]
Рідинами називаються тіла, які мають певний обсяг, але не мають своєї форми, приймаючи форму судини, в якому знаходяться. Якщо гази характеризуються повною беспорядочностью в розташуванні частинок, а тверді тіла - наявністю далекого порядку, то рідини за своєю будовою і характером теплового руху займають проміжне положення. Це пов'язано з тим, що умова () (11.1.5.4) для рідин найбільш складне: потенційна енергія взаємодії частинок рідини порівнянна з кінетичної енергією частинок. Сильне міжмолекулярної взаємодії призводить до того, що частки в рідинах розташовані дуже близько один до одного. Однак це розташування не є строго впорядкованим по всьому об'єму, як у твердих тілах. У рідинах спостерігається ближній порядок - упорядковане відносне розташування (або взаємна орієнтація) сусідніх частинок рідини. [13]
Рідинами називаються тіла, які мають певний обсяг, але не мають своєї форми, приймаючи форму судини, в якому знаходяться. Якщо гази характеризуються повною беспорядочностью в розташуванні молекул, а тверді тіла - наявністю далекого порядку, то рідини за своєю будовою і характером теплового руху займають проміжне положення. Це пов'язано з тим, що умова () (11.1.5.4) для рідин найбільш складне: потенційна енергія взаємодії частинок рідини порівнянна з кінетичної енергією молекул. Сильне міжмолекулярної взаємодії молекул призводить до того, що частки в рідинах розташовані дуже близько один до одного. Однак це розташування не є строго впорядкованим по всьому об'єму, як у твердих тілах. У рідинах спостерігається ближній порядок - упорядковане відносне розташування (або взаємна орієнтація) сусідніх частинок рідини. [14]
Сторінки: 1 2