1-MA’RUZA
1-Mavzu. Kirish. Suyuqlikning fizikaviy xossalari va asosiy kattaliklari. Gidrostatik bosim va uning xossalari. Suyuqliklarning nisbiy tinch holati
Rеjа:
Gidrostatika. Gidrostatik bosim va uning xossalari.
Suyuqlikning fizikaviy xossalari va asosiy kattaliklari.
Gidrostatikaning asosiy tenglamasi.
Tаyanch so‘zlаr: gidrostatika, gidroststik bosim, zichlik, solishtirma og‘irlik, solishtirma hajm, suyuqliklarning issiqlikdan kengayishi. suyuqlikning siqiluvchanligi, suyqlikning kinematik va dinamik qovushqoqlik koeffisiyentlari, gidrostatikaning asosiy tenglamasi.
Gidrostatika. Gidrostatik bosim va uning xossalari
Juda kichik tashqi kuchlar tasirida oz shaklini osonlik bilan ozgartiruvchi fizik jismlar suyuqliklar deb ataladi. Suyuqliklarning molekulalari qattiq jismlardagi oz zarrachalarining juda harakatchanligi bilan farq qiladi va oquvchanlik xususiyatiga ega boladi.
Odatda, suyuqliklarni quyidagi ikki turga bolib organishadi: tomchi shaklidagi va gazsimon holatdagilari. Gidravlikada asosan tomchi shakldagi suyuqliklar organiladi. Oz navbatida ularga suv, spirt, neft, simob, turli moylash materiallari va boshqalar kiradi. Tomchi shaklidagi suyuqliklarda quyidagi qator xususiyatlar mavjud boladi:
hajmi bosim tasirida juda kam ozgaradi.
harorat ozgarishi bilan hajmi ozgaradi.
chozuvchi kuchlarga deyarli qarshilik korsatmaydi.
sirtida molekulalararo qovushqoqlik kuchi yuzaga keladi va u sirt taranglik kuchi hosil qilinadi.
Gazsimon shakldagi suyuqliklar nisbatan tez harakatlanuvchi zarrachalardan tarkib topgan bolib, ularning hajmi bosim va harorat tasirida tez ozgarish hususiyatiga ega boladi.
Suyuqliklar harakat davomida doimo qattiq jismlarbilan kontakt holatida boladi, jumladan, suyuqlik joylashtirilgan idish tubi va devorlari, quvur hamda kanallarning devorlari va boshqalar bilan chegaralangan boladi. Suyuqliklarning atmosfera havosi bilan chegaralangan qismi uning erkin sirti deb yuritiladi.
Muvozanat holatdagi suyuqlik tarkibidagi suyuqlik molekulalarining idish devoriga va tubining yuzasiga tasir etuvchi bosim kuchi gidrostatik bosim kuchi deyiladi.
Gidrostatik bosimning quyidagi xossalari mavjud:
Gidrostatik bosim ozi tasir etayotgan yuzaga doimo ichki normal yonalishda tasir etadi (1.1-rasm).
Muvozanat holatdagi suyuqlikdan malum hajmni tanlab olamiz va uning ω tekisligi bo’yicha quyidagi ikki qismlarga ajratamiz. Agar uning I- qismini olib tashlasak, u holda uning ta’sir kuchini ω tekislikka ta’sir etuvchi Pum umumiy kuch bilan almashtiramiz va uni 2 ta tshkil etuvchilarga ajratamiz: ω tekislik bo’ylab ta’sir etuvchi Pτ tangensial (urinma) kuch va ushbu yuzaga ichki normal (tik-perpendikulyar bo’lgan) yo’nalishda ta’sir etuvchchi Pn kuchlarga.
1.1-rasm. Gidrostatik bosim kuchini o’rganishga oid chizma.
Faraz qilaylik ω yuzaga tangensial (urinma) Pτ kuch ta’sir etadi deylik, u holda suyuqlikning qovushqoqligi hisobiga suyuqlik zarrachalari ω tekislik bo’ylab harakatga keltiriladi va uning muvozanat vaziyati yo’qotiladi. Demak, ushbu yo’nalishdagi kuchni ta’sir ettirish mumkinmas ekan. Xuddi shuningdek normal Pn kuchni ichki yonalish orniga tashqariga yonaltirsak, u holda suyuqlikning qovushqoqligi hisobiga suyuqlik zarrachalari harakatga keltiriladi va uning muvozanat vaziyati yoqotiladi. Yshbu vaziyatdan kelib chiqib aytishimiz mumkinki, suyuqlik qolgan II qismining muvozanatini taminlash uchun gidrostatik bosim kuchini faqat ichki normal yonalishda tasir ettirish zarur bolarkan.
2. Gidrostatik bosim kuchi ozi tasir etayotgan yuzaning ogish burchagiga bogliq emas (1.2- rasm).
Buning uchun suyuuqlik tarkibidan qirralarining o’lchamlari δx, δy va δz bo’lgan elementar tetraedrni ajratib olamiz va uning muvozanatini o’rganamiz, yani uning yon yoqlariga Px, Py, Pz va Pn tashqi gidrostatik bosim kuchlarini ta’sir ettiramiz. Suyuqlikning bir birligi kattaligiga ta’sir qilayotgan teng tasir etuvchi kuchni F bilan belgilab, elementar tetraedrning hajmini W hisobga olgan holda, teng tasir etuvchining qiymatini quyidagich a yozamiz.
W = (1.1)
Elementar tetraedrga tasir etuvchi hamma kuchlarni Ox oqiga proeksiyalab, quyidagi muvozanat tenglamasini hosil qilamiz.
Px Pn cos (n x) + Fx∙ρ∙W = 0 (1.2)
Elementar tetraedrning ABO tomonini ωx bilan belgilab, tenglamani ωx ga bo’lib chiqsak, u quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi.
= (1.3)
ωx = ωn∙ cos (n x) va ωx = 0,5dy∙dz larni hisobga olsak, tetraedrning muvozanat tenglamasi:
= - - (1.4)
1.2-rasm. Gidrostatik bosimning qiya yuzaga ta’sirini o’rganishga oid chizma.
Xuddi shuningdek qolgan 2 ta o’qlar yo’nalishlari bo’yicha ham muvozanat tenglamalarini keltirib chiqarish mumkin. Tenglamalardagi δx → 0, δy → 0, δz → 0 intilgandagi vaziyatlari uchun limitga o’tib quyidagini hosil qilamiz.
ωn =
Px = Py = Pz = Pn (1.5)
Shunday qilib, aytish mumkinki gidrostatik bosim turli yo’nalishlar uchun bir hil bolarkan. Demak, gidrostatik bosimnng kuchi ozi tasir etayotgan yuzaning ogish burchagiga bogliq bolmas ekan.
Nuqtadagi gidrostatik bosim suyuqlik hajmidagi nuqtaning koordinatalariga va zichligiga bogliq (aksioma) hamda quydagi boglanish tarzida ifodalanadi.
P = f (х, у, z, t) (1.6)
Dostları ilə paylaş: |