يمثل الشكل أنبوب جريان مساحة مقطعه غير منتظمة. عند جريان المائع في الأنبوب أوضح كيف تتغير سرعة المائع في الأنبوب

أوضح كيف تتغير سرعة المائع في الأنبوب

أقارن: يمثل الشكل أنبوب جريان مساحة مقطعه غير منتظمة. عند جريان المائع في الأنبوب أجيب عما يأتي:

أ- أوضح كيف تتغير سرعة المائع في الأنبوب.

ب- أقارن بين ارتفاع المائع في كل أنبوب من الأنابيب العمودية الثلاثة.

نود الاشارة هنا أن تدفق أو جريان أو انسياب أو سريان الموائع مجال يتناول الموائع المتحركة إحدى أفرع ميكانيكا الموائع (انظر أيضا الموائع الساكنة).

دراسة الموائع المتحركة يصف طبيعة سيلان السوائل والغازات، ويحسب معدل التدفق وغير ذلك من الثوابت والمتغيرات، وتنطوي تحته بدورها مجالات متخصصة تباعا: كالغازات المتحركة والجريان الضغوط والديناميكا الهوائية والسوائل المتحركة والجريان غير الضغوط والديناميكا المائية

يستفاد من هذه الدراسة في تحسين التصرف مع الطاقة. وأبرز من كتب عن هذا العلم هو دانييل برنولي وقانونه الشهير الذي جمع به الطاقات في الكثير من التطبيقات العملية. والقانون هو:

الضغط + نصف الكثافة × مربع السرعة + الكثافة × عجلة الجاذبية الأرضية ×الارتفاع = ثابت.

أقارن بين ارتفاع المائع في كل أنبوب من الأنابيب العمودية الثلاثة.

أساسيات حركة السوائل هي قوانين الانحفاظ، وعلى وجه التحديد، قانون بقاء المادة، وانحفاظ الزخم الخطي (المعروف أيضا باسم قانون نيوتن الثاني للحركة)، وانحفاظ الطاقة (المعروفة أيضا باسم القانون الأول للديناميكا الحرارية). تستند حركة السوائل إلى الميكانيكا الكلاسيكية ولا تأخذ في حسباتنها تعديلات من ميكانيكا الكم التي تهتم بالحالة الصغرية للمادة في إطار الذرات والجسيمات الأولية ولا تأثيرا النظرية النسبية الخاصة التي تراعي السرعات الكبيرة جدا القريبة من سرعة الضوء. وتشكل نظرية رينولدز أيضا أحد أساسيات ديناميكا السوائل.

بالإضافة إلى ما سبق، ويفترض ميوعة السوائل وخواصها مثل اللزوجة. وتتألف السوائل من جزيئات في حركة حرارية دائمة وتتصادم مع بعضها البعض. وافتراض استمرارية السائل يعتبر ان السوائل مستمرة وليست منفصلة. وبالتالي، نهتم بخصائص مثل الكثافة والضغط ودرجة الحرارة وهي خصائص تحدد حالة السائل، وكذلك تحدد توزيع السرعات بين الجزيئات .في حالة السوائل الكثيفة بما فيه الكفاية لتكوين سلاسلا متصلة، تكون سرعاتها أقل بكثير من سرعة الضوء لذلك فهي تعامل طبقا ل قوانين نيوتن، كما نهمل تأينها.

معادلات كمية حركة السوائل هي معادلات مبنية على قوانين نيوتن من ضمنها قانون ستوكس، التي هي مجموعة غير الخطية من المعادلات التفاضلية التي تصف تدفق السائل، وهي تعتبر الضغط خطياً على تدرجات السرعة والضغط، ويمكن تبسيط المعادلات بعدة طرق مما يجعلها أسهل للحل.

بالإضافة إلى اعتبار خواص مثل الكتلة،و كمية الحركة ، وتطبيق قوانين الانحفاظ ، تساعدنا على استنتاج معادلات الديناميكا الحرارية لنظام من السائل مع اعتبار الضغط بوصفه أحد المتغيرات إلى جانب درجة الحرارة وغيرها لتحديد صفات وسلوك السائل. ومن الأمثلة على هذا هو معادلة الغاز المثالي:

حيث:

• p: ضغط الغاز
• V: حجم الغاز
• n: عدد المولات في الغاز
• R: ثابت الغازات العام
• T: درجة الحرارة المطلقة.