Fəsil I. Maye və qazların hərəkətində səltlik şərti. Mayelərin fiziki, mexaniki xassələri və onların təzyiq və tempraturdan asılılığı

Fəsil 2.


Mayeyə təsir edən qüvvələr. Hidrostatik təzyiq və onun xassələri.
Mayenin sükunət halının diferensial tənlikləri


2.1. Mayeyə təsir edən qüvvələr

Maye hissəcikləri həmişə müəyyən qüvvənin təsiri altında olur. Bu qüvvələri 2 qrupa bölmək olar: daxili qüvvələr və xarici qüvvələr.

Daxili qüvvələr : maye hissəcikləri arasındakı qarşılıqlı qüvvələridir.Van –der –Vaals qüvvəsini misal göstərmək olar. Daxili qüvvələr materiallar müqavimətindən məlum olan “kəsik metod” üsulu ilə təyin edilə bilər.
Xarici qüvvələr: məna etibarı ilə maye hissəciyinə digər cisim və ya fiziki sahə tərəfindən göstərilən təsirdən yaranır.
Verilmiş maye həcminə təsir edən xarici qüvvənin özünü də şərti olaraq kütlə qüvvələrinə və səthi qüvvələrə ayırmaq olar:
1) Kütlə qüvvələri: mayenin həcmi daxilindəki bütün hissəciklərə təsir edir. Maye bircinsli, yəni baxılan həcmdə ρ = const olduqda, kütlə qüvvəsinin qiyməti həcmlə düz mütənasib olur və ona həcmi qüvvə deyilir.
2) Səthi qüvvələr baxılan mayenin həcmini hüdudlandıran səth üzrə təsir edir. Mayenin sərbəst səthinə təsir edən atmosfer təzyiqi qüvvəsinin, maye təbəqələrinin bir-birinə göstərdiyi sürtünmə, reaktiv və.s qüvvələri misal ola bilər.
Səthi qüvvələrin də maye hissəciyinə təsiri onların maye həcmində paylanma sıxlığı ilə xarakterizə edilir. Ümumi halda səthi qüvvələrin sıxlığı maye həcminin bütün nöqtələri üçün dəyişən olur. Səthi qüvvənin sıxlığı (σ) həmin qüvvənin təsir etdiyi maye səthinin S sahəsinə nisbətidir. Deməli, səthi qüvvənin qiyməti –F
F=S σ

S – səthin sahəsidir, σ - gərginlikdir. N/m² ilə ölçülür.

2.2. Hidrostatik təzyiq və onun xassələri

Tutaq ki, sürəti ilə hərəkət edən silindr şəkilli ABCD maye həcminin BC üzündəki m-n sahəsinin M nöqtəsinə σ gərginliyi ( bu, səthi qüvvənin BC üzündəki m-n sahəsinə nisbətidir) təsir edir. σ səthə ortoqonal yönəlмəmişdir. Onda σ-nı 2 toplanana ayırmaq olar. σ _n mayeni həcmin daxilinə tərəf sıxan normal gərginlikdir, buna hidravlikada təzyiq deyilir.

Şək. 2.1

 toplananı səthə toxunan yönəldiyi üçün ona toxunan gərginlik və ya sürüşmə gərginliyi deyilir. Maye həcminin hərəkətsiz υ = 0 halında τ=0 olur. τ sürüşmə gərginliyi mayenin hərəkəti zamanı təbəqələr arasında yaranan sürtünmə qüvvəsinin dəf olunmasına yönəlir.

Sürüşmə gərginliyi dedikdə, xarici qüvvəyə qarşı yönələn ilişmə və ya molekullar arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvəsi başa düşülür.
Sürüşmə gərginliyi tətbiq edilən qüvvə ilə düz sürüşən səthlərin sahəsi ilə tərs mütənasibdir.
Təzyiqlə sürüşmə gərginliyinin ölçü vahidi eyni olsa da, onlar fiziki mənada başqa anlayışlardır. Təzyiq vahid səthə təsir edən qüvvə olduğu halda, sürüşmə gərginliyi isə sürüşmə baş verən səthə toxunan yönəlir.
Maye sükunətdə olarkən səthi qüvvələrin toxunan gərginliyi sıfra bərabər olur və mayenin hər bir nöqtəsində səthi qüvvələrin normal gərginliyi təsir göstərir.
Sükunətdə olan mayenin verilmiş nöqtəsindəki hidrostatik təzyiq P qiymətcə səthi qüvvələrin həmin nöqtədəki gərginliyinə bərabərdir.
 
P = [ σ ] = [ σ _n ]

Şək.2.2

Sükunətdə olan mayenin həcminə baxaq. Bu həcmin daxilində M nöqtəsindən keçən AB səthi ilə həcmi 2 yerə bölək. M nöqtəsi ətrafında elementar S səthi ayıraq . Aydındır ki, I hissə II hissəyə AB səthi ilə təsir edəcək və bu təsirin bir hissəsi S səthinə düşəcək, S səthinə düşən F qüvvəsinə orta hidrostatik təzyiq deyilir.


(2.1)

Tutaq ki, S səthi кiçilib sıfra yaxınlaşır, onda P_or - nın həddi qiyməti normal gərginliyin σ və hidrostatik təzyiqin qiymətinə bərabərdir.

(2.2)
Hidrostatik təzyiqin ölçüsü qüvvənin sahəyə olan nisbətidir (N/m² )
Hidrostatik təzyiqin bir neçə xasəsi var:


Birinci xassə. Hidostatik təzyiq səthə normal təsir edir və maye həcminin daxilinə yönəlir.
Sükunət halında sürtünmə gərginliyi τ=0 olduğundan hidrostatik təzyiq P səthə S normal olmalı və həcmin daxilinə yönəldilməlidir.

Ikinci xasssə: Hidrostatik təzyiq təsir səthinin səmtindən asılı olmayaraq bütün istiqamətlərdə eyni təsir göstərir.

Üçüncü xassə: Verilmiş nöqtədəki hidrostatik təzyiq həmin nöqtənin kordinatlarından asılıdır:
P=P(X, Y, Z)