Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
8
2.Ogólnyukładrównańopisującychruchpłynunewtonowskiego
Parąnazywasięgaz,któregotemperaturajestbliskapunktowiwrzenia,aściślej,
jestniewieleodniegowyższa.Tenrodzajciałpozostaniepozazakresemniniejszego
wykładu.
*
Punktemwyjściadoustaleniaukładurównań,któryprzedstawimywniniejszym
rozdziale,jestpewienmodelfizycznypłynuiprzyczynjegoruchu.Modeltakijest
zawszewynikiempewnegoprocesuabstrahowania,atenzkoleipoleganaodrzuce-
niuwybranychwłasnościrzeczywistegozjawiska,będącegoprzedmiotembadańtych
własności,któreuznajesięzamałoistotnezpunktuwidzeniaceluizakresubadań.
Dlaustaleniauwagimożnaprzyjąć,żechodziwdalszychrozważaniachobadanie
ruchunajczęściejspotykanychnaZiemipłynów,toznaczywodyipowietrza,abadane
zjawiskamogąbyćalbonaturalne—wrodzajuwystępującychwoceanachiwatmos-
ferzeziemskiej,alboteżwytworzoneprzezczłowieka,awięcprzedewszystkimte,
którewystępująwrozmaitychdziedzinachtechniki.
Podstawowąwłasnościąpłynu,rozważanąwtakimprocesieabstrahowania,jest
jegostruktura.Wzwiązkuztymwteoretycznejmechanicepłynówwyróżniasiędwa
modeletejstruktury.
Starszyznichjesttotzw.modelciągły.Jegoźródłemsąobserwacjedostępne
każdemuwżyciucodziennym.Opierasięnapostulacie,iżpłyncałkowiciewypełnia
obszarprzepływu,takżewrozważanymobszarzeniemapustychmiejsc.Innymi
słowy,zaniedbujesięwtakimmodelubudowęmolekularnąpłynu,którazresztąnie
byłajeszczeznana,gdyówmodelpowstawał.Wkonsekwencjidowolnawłasnośćpłynu
lubjegoruchumożebyćwyrażonaciągłąfunkcjąmiejscaiczasu.
Nowszymodel—zwanyteżmodelemdyskretnym—jestznaczniebliższyrze-
czywistości,bowiem—wprzeciwieństwiedomodeluciągłego—uwzględniaon
właśniemolekularnąstrukturępłynu.Wswejnajprostszejformieopierasięnapostula-
cie,iżcząsteczkipłynusąkulkamioddziałującymiwzajemnienasiebiesiłąokreśloną
wzorem:
P=
C
rn
1
−
C
rm
2
,
wktórymrjestodległościąśrodkówkulek,asymbolen,m,C
1,C
2oznaczająstałedo-
datnie.Wykładnikmjestrzędudziesięciu;wykładnikn—okołodwukrotniemniejszy.
Pierwszyskładnikwzorureprezentujesiłę„przyciągającą”;drugi—siłę„odpychają-
cą”.Oddziaływaniewzajemnecząsteczekjestwięczjawiskiemzłożonym,którema
jednakpewnecechyzderzeniasprężystego.
Wmodeludyskretnymmożnauwzględnićpewneszczegółybudowycząsteczki,
któraskładasięprzecieżzposzczególnychatomów,zmieniającychwzajemnepoło-
żenie.Wprzeciwieństwiedomodelu„kulkowego”cząsteczkatakamawiększą—
odpowiednio—liczbęstopniswobody.
Najbardziejinteresujenasjednakwtejchwiliwłasnośćobumodeli,polegająca
natym,iżopisruchupłynu,reprezentowanykażdymznich,możnasprowadzić—
