ng III
ươ C H C CH T L U
Ch Ơ Ọ
Ấ Ư
ữ ở ầ
ng ấ ư ưở
ng n i ma sát 1. Nh ng khái ni m m đ u ệ 2. Tĩnh h c ch t l u ấ ư ọ 3. Đ ng l c h c ch t l u lý t ọ ự ộ 4. Hi n t ệ ượ ộ
1.Nh ng khái ni m m đ u
ở ầ
ữ
ệ
• Ch t l u là m t môi tr ụ
đi m liên k t v i nhau b ng n i l c t ấ ng tác.
ng liên t c các ch t ườ ộ ự ươ ằ • Ch t l u bao g m các ch t l ng (khó nén) và các ộ ế ớ ồ
ch t khí (d nén) và có th ch y đ c. ễ ả
• Ch t l u không có hình d ng nh t đ nh mà nó ấ ư ể ấ ư ấ ấ ư ấ ỏ ể ạ
ủ ớ ạ
ượ ấ ị i h n c a bình ch a ứ ộ ữ thích nghi v i gi ớ ấ ư
ớ ớ ự
• Khi m t ch t l u chuy n đ ng gi a các l p có ể ng tác g i là l c n i ma sát (l c nh t) ự ộ • M t ch t l u g i là lý t ng khi nó không nén ấ ư ọ ọ ưở
đ ự
ng c và trong nó không có l c nh t ớ • M t ch t l u tĩnh có th coi là ch t l u lý t ấ ư ấ ư ể ưở ộ l c t ự ươ ộ ượ ộ
2.Tĩnh h c ch t l u ọ
ấ ư Khái ni m c s ơ ở ệ
ng và L c ậ ắ ố ượ
ng riêng c a 1 ch t l u t ủ ấ ư ạ ự i 1 đi m: ể
ị
ng): ọ ướ
ừ ặ ấ ở ặ
i 1 đi m (m i h 2 = 1Pa) ấ ư m t ch t l u ấ ư m t ch t l u) ấ ư • Khi nói v ề V t r n: Kh i l • Kh i l ố ượ • ρ = Δm/ΔV • Áp su t ch t l u t ể ấ ư ạ ấ • p = ΔF/ΔS (đ n v N/m ơ • Công th c c b n tĩnh h c ch t l u: ọ ứ ơ ả • p = p0 + ρgh ( h: đ sâu t ộ p0: áp su t
ấ ư
ẳ
ặ 1= p2) ngang (h1= h2) thì cùng áp su t (pấ ẳ ặ
ủ
ặ
– M t thóang c a 1 ch t l ng là m t ph ng ngang ấ ỏ
• H qu : ả ệ – Hai đi m trong ch t l u trên cùng 1 m t ph ng ể
ọ
2.Tĩnh h c ch t l u ấ ư Ch ng minh công th c ứ
z
F2
Không khí
z=0
z1
p1
m
z2
M uẫ
A M uẫ
p2
A
mg
N cướ
F1
F2= F1+ mg p2A = p1A + ρAg(z1-z2)
p2 = p1 + ρg(z1-z2)
N u l y z ế ấ
1 = 0, p1 = p0 và z2 = -h, p2 = p thì:
đ sâu h)
ấ ở ộ
p = p0 + ρgh (áp su t
ứ
ấ ư
2.Tĩnh h c ch t l u ọ Các nguyên lý
ấ
ụ
ấ ề
ặ ượ ủ
ứ
ộ ộ ế l u nh t ch t đ c truy n không thuyên gi m cho ả ố ư m i ph n c a ch t l u và thành bình ch a” ầ ọ ấ ư 2 = F1S2/S1 ng d ng: đòn b y th y tĩnh: F ẩ ụ Ứ
ặ
ộ
ộ ậ ấ ư
ầ ọ
ị ẩ
ượ
ự
ằ
• Nguyên lý Pascal: • ”M t đ bi n thiên áp su t tác d ng vào 1 ch t
ậ
ỗ
ủ • • Nguyên lý Archimede: • “M t v t nhúng hòan tòan, ho c m t ph n trong 1 ng ớ ế
ch t l u thì b đ y lên v i 1 l c b ng tr ng l c a ch t l u mà v t chi m ch ” ủ ng d ng: s cân b ng c a v t n i ậ ổ Ứ
ấ ư ụ
• ự ủ ằ
ấ ư
2.Tĩnh h c ch t l u ọ Ch ng minh các nguyên lý
ứ
• Nguyên lý Pascal:
0 + ρgh
i M: p = p ấ ạ
Δp = Δp0 do ρgh không đ i ổ
ụ ộ
– Áp su t t – Bi n thiên ế – Δp không ph thu c h • Nguyên lý Archimede:
ự – L c đ y F tác đ ng lên hình tr ti ộ ụ ế ẩ
t di n S, ệ chi u cao h nhúng trong ch t l u có klr( ρ): ấ ư ề
F = (pd-pt)S = (ρgh2- ρgh1)S = ρg(h2-h1)S = ρghS = ρgV = ρVg = mg
2.Tĩnh h c ch t l u ấ ư ọ S cân b ng v t n i ậ ổ ằ
ự
Fe
+
Me
+- +
Mi
Fe
Fn
+
Me
-
Mi
mg
ng
ấ ư
ự
ưở
3.Đ ng l c h c ch t l u lý t ọ • Gi
ộ đ nh: ả ị ự
ị
M = const)
ρ không đ i)ổ
ự
ấ ư ấ ư
ng)
ư ượ ớ
i c l ượ ạ
2/2 + ρgh2 = const
ng Venturi: b m chân không dùng n
c
ướ
cánh máy bay…
– S ch y n đ nh (v ả ổ – Ch t l u không ch u nén ( ị – Ch t l u không nh t (không l c ma sát) ớ ị S1.v1 = S2.v2 = const = Q (L u l H qu : áp su t nh thì v l n và ng ỏ ấ ệ ả • Đ nh lu t Bernoulli: ậ ị 2/2 + ρgh1= p2 + ρv2 p1 + ρv1 • H qu : ả ệ – Đ nh lý Toricelli: v ị – Hi n t ệ ượ ệ ứ
2 = 2gh ơ và hi u ng l c nâng ở
ự
• Đ nh lu t b o tòan dòng: ậ ả
ng n i ma sát 4.Hi n t ộ ệ ượ Áp d ng cho ch t l u th c ự ấ ư ụ
2
ệ
ηdS(dv/dz) ậ
ng z
ậ ố
ươ
ế
r cđ v n t c
ậ ố v trong ch t l u:
ấ ư
ự
ự
ỏ dv/dz =3v/(2r) ả F = 6πηrv
ộ ứ
• Đ nh lu t Newton: F = ị – F: l c n i ma sát gi a 2 l p ớ ữ ộ ự – η: h s t (h s nh t), đ/v = Ns/m l ớ ệ ố ỷ ệ ệ ố – dS: di n tích ti p xúc 2 l p ớ ế – dv/dz: bi n thiên v n t c theo ph
• Công th c Stokes: ứ – Qu c u bán kính ả ầ – Th c nghi m ch ng t ứ ệ ự – L c n i ma sát = l c c n: • Công th c Poiseuille: Q = ΔpπR4/(8ηl) Δp = 8Qηl/(πR4)
ng n i ma sát
ệ ượ
Ch ng minh công th c Poiseuille
4.Hi n t ứ
ộ ứ
ớ ấ ư ụ ỏ ố
bán kính R, dài l và hi u áp su t • Xét l p ch t l u cách tr c kh ang r trong ng ấ Δp = (p1-p2): ệ
ng ch t l u ch y trong hình viên tr dr: ư ượ ả ụ
• η2πrl(dv/dr) + Δpπr2 = 0 dv = -Δprdr/(2ηl) vr = -Δpr2/(4ηl) + C • Khi r = R thì vR =0 C = ΔpR2/(4ηl) vr = Δp(R2-r2)/(4ηl) • L u l ấ ư • dQ = vrdS = Δp(R2-r2)2πrdr/(4ηl) • L y tích phân Q = ΔpπR4/(8ηl) ấ
CH T L NG Ấ Ỏ
ệ ệ ượ
ng mao d n
1. Các khái ni m c s ơ ở ng m t ngòai 2. Các hi n t ặ 3. Hi n t ẫ
ệ ượ
1.Các khái ni m c s
ơ ở
ệ
• Tr ng thái l ng là tr ng thái trung gian gi a tr ng ạ ạ ữ ạ
ỏ thái khí và tr ng thái r n ạ
ệ ủ ượ ử ể
ắ ộ nh h n m t chút đ sâu c a h th năng
• Năng l ỏ ơ • Các phân t ộ ử t c a các phân t ố ế ị ằ
ng chuy n đ ng nhi ủ ộ ộ ế ể có th di chuy n đ n v trí m i theo công th c: ị dao đ ng quanh v trí cân b ng và ớ ứ
ộ
ờ
ị
ằ
ị
ộ ọ
ử
ủ
c :
– τtb: th i gian dao đ ng tb quanh v trí cân b ng ằ – τ0: chu kỳ dao đ ng tb quanh v trí cân b ng – w: năng l ng h at đ ng c a phân t ộ ượ ~ 10-11s , τ0 ~ 10-13s τtb – V i n ớ ướ
ể • τtb = τ0ew/(kT)
2. Các hi n t
ệ ượ
ng m t ngòai ặ
– L c hút các phân t
ự
ử ằ ở ặ
• Áp su t phân t ấ ử
n m ấ
m t ngòai ch t l ng vào ử c a ch t l ng
ấ ỏ ấ ỏ
ủ
– Các phân t
• Năng l ượ
bên trong gây ra áp su t phân t ng m t ngòai ặ m t ngòai có th năng l n các phân t ử ớ ế ử ặ ng m t ngòai năng l phía trong m t l ặ ượ ộ ượ ặ
t, màng xà phòng, b t khí…
ng g i là ọ – ΔE = σ. ΔS (σ-h s s c căng m t ngòai, N/m) ệ ố ứ ứ – ΔE = σ. ΔS = σ.l.Δx = ΔA = F. Δx F = σ. L – ọ ỏ ọ
ng d ng: ng nh gi ố
Ứ
ụ
• S c căng m t ngòai ặ
Hi n t
ng làm
t
ệ ượ
ướ
σlk.Δl
θ
khí σrk.Δl
l nỏ σrl.Δl g
r nắ
óc mép θ = 0
ướ
ầ
t tòan ph n,
ướ
ầ θ = π
– σrk > σrl + σlk Dính – σrl > σrk + σlk Không dính
• σrk.Δl = σrl.Δl + σlk.Δl .cosθ -1 < cosθ = (σrk - σrl)/σlk < 1 t tòan ph n g
Áp su t d
i m t khum
ấ ướ
ặ
Δl
Δl
r
ΔF2 β
c
β
ΔF1
F
R
ổ
• F=ΣΔF1= ΣΔFsinβ= ΣσΔl.r/R = σrΣΔl/R • = σr.2πr/R = σ.2πr2/R • Δp = F/S = 2σ/R (S = πr2) • T ng quát:
Δp = σ(1/R1 + 1/R2) (đ/l Laplace)
3.Hi n t
ng mao d n
ệ ượ
ẫ
M
R θ r
θ
h
M
N
R = -r/cosθ
ng hình tr bán kính r ụ
Ố
• pN = H = pM = H + ρgh + Δp ρgh + Δp =0 h = -Δp/(ρg); Δp = 2σ/R • h = -2σ/(Rρg) = 2σcosθ/(rρg) (công th c Jurin) ứ • Tr θ=0) h = 2σ/(rρg)
t hòan tòan (
ng h p làm ợ
ướ
ườ
