Контрольная Теоретическая механика, вариант 73. Учебная работа № 188551

Учебная работа № 188551. Контрольная Теоретическая механика, вариант 73

Выдержка из похожей работы

…….

Механика жидкости и газа

…..
Введение.
Как манна небесная свалилось на
учёных-физиков XIX века совпадение положений кинетической теории газов 
с экспериментальными результатами, полученными в рамках термодинамики. Два
физических подхода – макроскопический  (термодинамический) и микроскопический
(молекулярно-кинетический) – дополнили друг друга. Идея о том, что вещество
состоит из молекул, а те, в свою очередь, из атомов нашла убедительное
подтверждение.
Казалось, на основе кинетической
теории,  легко можно определить свойства газов, поскольку достаточно знать
свойства входящих в состав молекулы  атомов  для определения свойств самого
вещества, но в действительности всё оказалось не так просто. Благодаря этой
теории удалось определить лишь некоторые свойства газов, например, вывести
уравнение состояния газа, но для определения таких характеристик газов как
коэффициенты теплопроводности, вязкости и диффузии нужно было серьёзно
потрудиться. Для конденсированных сред –  твёрдых тел, жидкостей и сжатых газов
получить результаты было ещё труднее, поскольку должно учитываться то, что молекулы
взаимодействуют между собой не только при ударах. Поэтому, говорить о том, что
все физические явления микромира могут быть объяснены и рассчитаны на основе
молекулярно-кинетических представлений,  не приходиться.
Дискретное (не сплошное)
строение вещества было обнаружено лишь в конце XIX века, а опыты,
доказывающие существование молекул, проведены в 1908 году французским физиком
Жаном Батистом Перреном. Обнаружение дискретной структуры строения  вещества 
позволило определить границы применимости механики сплошных сред. Она работает
только в тех случаях, когда систему можно разбить на малые объёмы, в каждом из
которых содержиться всё же достаточно большое количество частиц, чтобы оно
подчинялось статистическим закономерностям. Тогда элементы среды находятся в
состоянии термодинамического равновесия, а их свойства описываются небольшим
числом макроскопических параметров. Изменения в таком малом объёме должны
происходить достаточно медленно, чтобы термодинамическое равновесие
сохранялось.
При выполнении этих условий,
справедлива гипотеза о сплошности среды, которая лежит в основе механики
сплошной среды. Сплошной средой считается не только твёрдое тело, жидкость или
газ, но и плазма (даже сильно разряженная), такая, как звёздный ветер. Число
частиц в элементе объёма такой среды невелико, но благодаря большому радиусу
действия сил между заряженными частицами микроскопические параметры меняются от
элемента к элементу непрерывно.
Как движется в вакууме
материальная точка досконально известно со времён Исаака Ньютона. Гораздо
сложнее описать её движение в воздухе, воде или другой среде. Именно с этими
вопросами имеет дело, являющаяся разделом физики,  наука  гидроаэромеханика.
Гидроаэромеханика.
Несмотря на то, что газ и
жидкость – разные фазовые состояния вещества, гидроаэромеханика (механика
текучих веществ), в изучении этих фаз вещества, не разделяет их, а изучает их
механические свойства, взаимодействие этих свойств между собой и с граничащими
с ними твёрдыми телами.  Гидроаэромеханика состоит из нескольких разделов:
1.  
движение со скоростью,
много меньшей скорости звука, изучает гидродинамика.
2.  
Если скорость движения
тела приблизительно равна скорости звука или превышает оную, такое движение
исследует газовая динамика.
3.  
изучение движения тел и
летательных аппаратов в атмосфере относиться к разделу аэромеханики.
Объединяющими все разделы
гидроаэромеханики цели – улучшить форму летательных аппаратов, автомобилей;
добиться наибольшей эффективности устройств, использующих жидкость или газ
(двигателей реактивных самолётов или впрыскивателей топлива в двигателях
внутреннего сгорания); оптимизирова…