Mekanik cecair sejarah, kajian apa, asas

The mekanik cecair Ia adalah cabang mekanik yang didedikasikan untuk mengkaji sifat dan tingkah laku cecair, sama ada cecair atau gas. Ia berdasarkan prinsip Newton's Newton Mechanics: Undang -undang, Pemuliharaan Tenaga dan Momentum Newton.

Dalam kedua -dua kejuruteraan dan sains hayat, cecair mempunyai peranan utama. Udara dan air yang mengelilingi kita dan kehidupan sokongan itu cair, serta darah dan cecair lain dalam tubuh manusia dan haiwan.

Mekanik cecair mengkaji tingkah laku gas dan cecair seperti air. Sumber: Pixabay.

Arus udara dan arus akuatik adalah faktor yang menentukan iklim dan ciri -ciri ekosistem yang rumah tinggal di rumah. Tumbuhan, yang merupakan sokongan kehidupan, memanfaatkan kualiti cecair untuk menyesuaikan diri dan berjaya dalam persekitaran yang berbeza.

Sebaliknya, mengetahui tingkah laku cecair adalah penting dalam reka bentuk. Struktur yang membentuk tamadun. Dari sana timbul reka bentuk paip, sistem pengairan, pembinaan sivil, penyejukan, pemanasan, kereta, bot, kapal terbang, artikel sukan, dan banyak lagi.

Mekanik cecair terus bertindak masih bergerak dari persekitaran tanah. Sesungguhnya, matahari, pusat sistem suria, adalah jisim besar cecair gas, yang kewujudannya bergantung pada keseimbangan antara graviti dan tekanan hidrostatik.

Medan magnet yang cemerlang dan planet adalah akibat dari pergerakan beban elektrik dan dimodelkan melalui dinamik bendalir. Sejauh yang kita tahu prinsip -prinsip ini juga sah untuk semua bintang, oleh itu mekanik cecair adalah disiplin sifat sejagat.

[TOC]

Cerita ringkas

Antikuiti

Tamadun kuno yang makmur di Timur Tengah dan Eropah Timur mempunyai pengetahuan yang kukuh mengenai tingkah laku cecair. Mereka diturunkan dalam pembinaan saluran pengairan dan kapal.

Pada abad ketiga SM, ahli fizik Archimedes of Syracuse (287-212 hingga.C.) merumuskan prinsip -prinsip terapung dan hidrostatik, seperti yang sah seperti sekarang.

Ia dapat melayani anda: apakah entalpi latihan? (Dengan latihan)Syracuse melukis lukisan

Diketahui bahawa orang Rom kuno menjadi terkenal bagi pengurusan dan pengangkutan perairan untuk kegunaan domestik dan pertanian. Mereka membina bilik mandi dan banyak saluran air mereka masih berdiri.

Zaman Pertengahan dan Renaisans

Lukisan leonardo da vinci

Juga orang Arab yang menyerang Semenanjung Iberia membawa mereka banyak pengetahuan tentang orang Yunani yang diamalkan ketika membina bangunan mereka.

Tetapi Zaman Pertengahan berlalu tanpa jelas.

Zaman Moden Sehingga Hari Ini

Blaise Pascal Lukisan

Blaise Pascal (1623-1662) adalah seorang saintis Perancis yang meneroka banyak bidang pengetahuan pada zamannya dan memberikan cahaya baru mengenai sifat cecair dengan menubuhkan, sekitar tahun 1648, prinsip yang menanggung namanya dan mencipta akhbar hidraulik. Beberapa tahun sebelum penginjil Torricelli (1608-1647) adalah yang pertama mengukur tekanan atmosfera.

Tetapi ia adalah Isaac Newton (1642-1727) yang meletakkan asas untuk fenomena yang berkaitan dengan cecair. Bukan sahaja apabila menubuhkan tiga undang -undang dinamik, terpakai bagi semua objek dengan Misa.

Isaac Newton bereksperimen dengan cahaya

Newton juga mempelajari kelikatan cecair: sebenarnya ada undang -undang Newton untuk kelikatan yang masih berkuatkuasa hari ini.

Pada tahun 1738 ahli matematik Switzerland dan fizikal Daniel Bernoulli (1700-1782), menggunakan pemuliharaan tenaga kepada cecair yang ideal dan merumuskan persamaan yang menanggung namanya dan menggambarkan tingkah laku cecair bergerak. Pada masa yang sama Claude Navier (1785-1836) dan George Stokes (1819-1903) membangunkan persamaan asas dinamik cecair likat.

Daniel Bernoulli

Menamatkan abad kesembilan belas, Osborne Reynolds (1842-1912) mengkaji pergolakan, dan menubuhkan kriteria untuk membezakan aliran laminar dan bergelora.

Analisis dimensi yang digunakan untuk cecair juga timbul, dengan Ludwig Prandtl (1875-1953) dan nombor Prandtl. Pengkomputeran mempromosikan simulasi aliran cecair yang lebih kompleks, kerap berlaku tetapi sukar dicirikan dengan model analisis yang ada.

Ia dapat melayani anda: Teori Big Crunch: Sejarah, Prinsip, Data untuk dan Terhadap

Apa Kajian Mekanik Fluida?

Mekanik Fluida Meneliti tingkah laku cecair dan dibahagikan kepada tiga bidang utama:

• Cecair statik atau cecair berehat.
• Sinematik Fluida: Huraikan pergerakan cecair.
• Dinamika Fluida, yang mengkaji asal -usul pergerakan tersebut.

Disiplin ini digunakan untuk gas dan cecair, walaupun kajian eksklusifnya dipanggil hidraulik. Hydrostatic untuk bahagiannya, merujuk kepada kajian cecair berehat, dan hidrodinamik, ketika mereka bergerak.

Reologi merangkumi pengetahuan yang berkaitan dengan ubah bentuk dan aliran bahan. Walaupun dianggap sebagai sebahagian daripada mekanik media yang berterusan, ia berkait rapat dengan cecair, kerana ini dicirikan dengan tepat oleh keupayaan mereka untuk mengalir.

Cawangan penting lain adalah aerodinamik, yang menganalisis aliran gas seperti udara, serta meteorologi, oseanografi dan hidrologi.

Asas mekanik cecair

Apabila memerhatikan cecair, didapati bahawa ia dibentuk oleh atom dan molekul, bukan seperti yang dikaitkan antara satu sama lain sebagai pepejal. Adalah mungkin untuk mengikuti jejak pergerakan objek yang dilanjutkan tetapi terhingga, tetapi bagaimana memantau zarah -zarah yang tidak terhitung dalam gas atau cecair?

Ketumpatan, berat dan tekanan tertentu

Jawapannya adalah dalam konsep utama ini: ketumpatan dan tekanan. Daripada bekerja dengan massa dan berat individu, ia berfungsi dengan ketumpatan, iaitu jisim per unit volume. Dikaitkan dengan ketumpatan adalah berat tertentu, iaitu berat bendalir per unit volum.

Dan bukannya kekerasan, cecair dicirikan oleh tekanan yang menggunakan permukaan, yang ditakrifkan sebagai daya bagi setiap unit kawasan.

Goo

Menggambarkan geseran antara lapisan cecair, ciri yang menentukan bagaimana pergerakannya.

Ia boleh melayani anda: Rutherford Model Atom: Sejarah, Eksperimen, Postulates

Prinsip Archimedes

Prinsip Archimedes adalah asas dalam hidrostatik. Ini menyatakan bahawa badan yang sepenuhnya tenggelam dalam pengalaman cecair berehat.

Prinsip Pascal

Menetapkan bahawa tekanan dalam cecair yang tidak dapat dikompresikan dalam bekas dihantar dari satu titik ke satu sama lain dengan intensiti yang sama.

Persamaan Bernoulli

Ia bersamaan dengan pemuliharaan tenaga mekanikal yang digunakan untuk bahagian cecair yang ideal yang beredar melalui paip.

Nombor Reynolds

Ia adalah jumlah tanpa dimensi yang digunakan untuk membezakan antara aliran laminar dan bergolak.

Nombor prandtl

Ia adalah jumlah tanpa dimensi yang mencirikan pemindahan haba dengan perolakan ke aliran cecair tertentu.

Aplikasi Mekanik Fluida

Pada mulanya kami memberikan senarai yang tidak penting mengenai pelbagai aplikasi mekanik bendalir. Seterusnya kita akan menamakan beberapa yang paling relevan:

Akhbar hidraulik

Akhbar hidraulik adalah mesin berdasarkan prinsip Pascal. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia adalah mesin yang terdiri daripada tiub dengan dua bahagian silang yang berbeza, penuh dengan cecair yang tidak dapat dikompresikan. Apabila daya digunakan untuk plunger di bahagian sempit, ia didarabkan di pintu keluar pelocok yang lebih besar di bahagian yang luas.

Pemampat

Mereka adalah mesin yang meningkatkan tekanan pada masa mereka menggantikan cecair mampat tertentu, seperti gas. Dengan cara ini mereka memaksa mereka mengalir, sementara mereka mendapat tenaga yang boleh digunakan untuk melakukan kerja mekanikal.

Turbin

Mesin yang menggunakan cecair untuk memutar bilah atau kipas, yang juga melakukan kerja mekanikal.

Penghawa dingin

Sistem yang dipanaskan: Pemanasan dan penghawa dingin, berdasarkan sifat -sifat cecair untuk termalize persekitaran.

Rujukan

1. Cimbala, c. 2006. Mekanik cecair, asas dan aplikasi. Mc. Graw Hill.
2. Franzini, j. 1997. Mekanik cecair dengan aplikasi kejuruteraan. 9NA. Edisi. McGraw Hill.
3. Mott, r.  2006. Mekanik cecair. Ke -4. Edisi. Pendidikan Pearson.
4. Potter, m. Mekanik cecair. Ke -3. Edisi. Thomson.
5. Tippens, ms. 2011. Fizik: Konsep dan aplikasi. Edisi ke -7. McGraw Hill.