表面张力和毛细现象.ppt
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1、浮力、表面张力和毛细现象浮力、表面张力和毛细现象尤 明 庆2008 年年 10 月月 19 日日1 1)引引 言言2 2)Pascal Pascal 原理原理3)Bernoulli 3)Bernoulli 方程方程4 4)虹吸现象(虹吸现象(SiphonageSiphonage)5)5)结束语结束语Pascal Pascal 原理及原理及 Bernoulli Bernoulli 方程方程复复 习习静 水 压 力力是物体之间的相互作用压力是流体内部单位面积的的作用力压力垂直于作用面流体压力与位置有关,与方向无关,即:同一位置,各个方向的压力相等力的单位是Newton,符号 N;压力的单位是 Pa
2、scal,符号 Pa;1 N=1 kg m/s2,1 Pa=1N/m2,1 MPa=106 Pa单位符号的确定规则Pascals law or Pascals principleA change in the pressure of an enclosed incompressible fluid is conveyed undiminished to every part of the fluid and to the surfaces of its container P=g HFrom Wikipedia,the free encyclopediaThe difference of pr
3、essure due to a difference in elevation within a fluid column is given by:Pascals law or Pascals principle高度变高度变化所引化所引起的压起的压力差异力差异 P=g HThe difference of pressure due to a difference in elevation within a fluid column is given by:S PA=S PB+g(HB-H A)S力 平 衡 方 程PAPBHBPascals law or Pascals principle高度变
4、高度变化所引化所引起的压起的压力差异力差异 P=g HPAPBS PA=S PB+g(HB-H A)S力 平 衡 方 程HBPA+g H A=PB+gHB静止流体静止流体重力势能重力势能与压力能与压力能总和守恒总和守恒烟烟 囱囱 的的 作作 用用PAPBPBP外外=冷冷 gH,大P内内=热热gH,小小假如不流动:烟囱出口烟囱出口处处热热空气空气压压力力较较高,因而高,因而压力也是能量,其来源是烟烟 囱囱 的的 作作 用用PAPBPB矿井自然矿井自然通风系统通风系统冬天冬天夏天夏天压力也是能量,其来源是Bernoulli 方程方程PA+g H A=PB+gHB静止流体静止流体重力势能重力势能与压
5、力能与压力能总和守恒总和守恒PHV流体从水面到出口将流体从水面到出口将重力势能转换为压力重力势能转换为压力能,再将压力能转换能,再将压力能转换为动能为动能Bernoulli 方程方程PHP+g H+V 2/2=常数常数不考虑流动的损失,重力势能、不考虑流动的损失,重力势能、压力能和动能的总和守恒压力能和动能的总和守恒流体从水面到出口将流体从水面到出口将重力势能转换为压力重力势能转换为压力能,再将压力能转换能,再将压力能转换为动能为动能出出流流速速度度出流是一个出流是一个准静态过程准静态过程与自由落体与自由落体运动的速度运动的速度完全相同完全相同Bernoulli 方程方程PHP+g H+V 2
6、/2=常数常数不考虑流动的损失,重力势能、不考虑流动的损失,重力势能、压力能和动能的总和守恒压力能和动能的总和守恒出出流流速速度度沿程阻力损失沿程阻力损失局部阻力损失局部阻力损失流体能量P+g H+V 2/2 实际上逐步降低Bernoulli 方程方程PH出出流流速速度度沿程阻力损失沿程阻力损失局部阻力损失局部阻力损失流体能量P+g H+V 2/2 实际上逐步降低沿程阻力损失:沿程阻力损失:沿直管流动,流体与管壁摩擦引起的,与管径成反比,与动能成正比,比例系数与流体、管道粗糙特征等有关。Bernoulli 方程方程PH出出流流速速度度沿程阻力损失沿程阻力损失局部阻力损失局部阻力损失流体能量P+
7、g H+V 2/2 实际上逐步降低局部阻力损失:局部阻力损失:因流体运动的速度大小和方向改变而引起的能量损失,与动能成正比,比例系数与流体、管道(速度改变)特征等有关。用塑料水管浇花,缩小其出口面积能使水流喷到更远的地方一般的说法是,面积减小,速度增大,因而可以喷得更远。说这句话时,实际上心中有这样的一个认识:改变出口面积时水管的出流量不变。不过不过,若若将将管管子子 完完全全捏捏住住 ,流流量量等等于于0 0,速速度度?!浇花水的塑料管减小出口面积,增大整个系统的流动阻力,因而流量减小;出口面积为零,流量为零。流量减小,水到达出口处的压力损失就减小,使得出口处的压力增大;流量为零,出口处压力
8、-出口处压力增大,喷出速度就有可能增大,水流也就有可能喷到更远的地方。不过-浇花水的塑料管水暖为什么由上而下供应用用户水暖为什么由上而下供应用用户利用流体的重力势能克服流动阻力利用流体的重力势能克服流动阻力虹吸:利用曲管将液体经高于液面的地方引向低于液面A siphon is a continuous tube that allows liquid to drain from a reservoir through an intermediate point that is higher than the reservoir,the flow being driven only by the
9、difference in hydrostatic pressure without any need forPumping.It is necessary that the final end of the tube be lower than the liquid surface in the reservoir.有什么用途?有什么用途?水往低处流是内因,本性水往低处流是内因,本性;大气压是外因,环境;大气压是外因,环境;而而曲管内充满水是触发条件,机遇!曲管内充满水是触发条件,机遇!AOBH*H*AOB虹吸现象虹吸现象1)金鱼缸换水金鱼缸换水2)当年吃车加油当年吃车加油3)清洗猪肺清洗猪
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- 表面张力 毛细现象
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