FLUIDI. FLUIDO: : Insieme di molecole che interagiscono fra loro attraverso deboli forze di coesione e con le pareti del recipiente che le contiene

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "FLUIDI. FLUIDO: : Insieme di molecole che interagiscono fra loro attraverso deboli forze di coesione e con le pareti del recipiente che le contiene"

Erica Stefania Amato
5 anni fa
Visualizzazioni

1 FLUIDI FLUIDO: : Insieme di molecole che inteagiscono fa loo attaveso deboli foze di coesione e con le paeti del ecipiente che le contiene LIQUIDI E GS SONO FLUIDI Gande numeo di paticelle No descizione puntuale Vaiabili macoscopiche: Densità essione Tempeatua

2 ESSIONE F n F n ϑ F Α IN UN FLUIDO IN EQUILIBIO: NO SFOZI DI TGLIO IN UN FLUIDO IN EQUILIBIO E INDIENDENTE DLL OIENTZIONE DI (ISOTOI DI ) N a m tm 760 To a

3 y 0 STTIC Vaiazione della pessione con la pofondità h Mg Condizione di equilibio 0 Mg M 0 Mg 0 ρ V ρh 0 ρhg 0 ρgh La colonna d aia che è sopa di noi poduce una pessione detta pessione atmosfeica pai a: 0 + ρgh (essione Legge di Stevino Idostatica) 5 N atm m

4 essione di una colonna d acquad Kg Kg m ρη O 000 ; h 0m; ρgh m m s 0m 4 N 5 N m m atm Ogni 0 m la pessione aumenta di cica atm 4 N m 3atm paità di h, stessa pessione nei 3 ecipienti

5 incipio di ascal ll equilibio, una vaiazione di pessione applicata a un liquido chiuso viene tasmessa integalmente in ogni punto del liquido e alle paeti del contenitoe essa idaulica in out F in Fout out F out Fin in out in

6 Misue di pessione Manometo apeto 0 Tubo apeto h B l ecipiente in cui si vuole misuae B B 0 + ρgh Mecuio

7 Misua della pessione atmosfeica 0 Baometo di Toicelli h ρ gh ρgh 0 h 760mm 0.76m ρ Hg 3595 Kg 3 m 0 Kg ρgh m 5 N.03 0 m ( a) m 9.8 s 0.76m

8 incipio di chimede Volume di fluido in equilibio m' g h Spinta di chimede m ' g ρ' gh F F F ' gh F ρ F ρ eso del volume di fluido nel cilindo ' gh Mateiale diveso dal fluido F mg F m' g ρ' Vg mg ρvg

9 ρ > m g > ρ m g affonda m g galleggia ρ affonda ρ galleggia ρ

10 Oggetto pazialmente immeso che galleggia Si equilibano: eso: tutto l oggetto Spinta di chimede: solo volume immeso

11 ESEMIO Quale volume di elio è necessaio pe sollevae un caico di 80 kg? F (m He +m caico )g ρ aia Vg(ρ He V+80 kg)g ρ aia.9 kg/m 3 ρ He 0.79 kg/m 3 V(ρ aia -ρ He )g (80 kg)g V80 kg/(ρ aia -ρ He )60 m 3

12 DINMIC FLUIDO EFETTO NON VISCOSO INCOMIMIBILE STZIONIO IOTZIONLE opietà del fluido opietà del moto del fluido Linee di flusso Tubo di flusso V v x v V x Equazione di continuità x x v t v v v Q potata V V t cost.

13 Teoema di Benoulli Si applica al moto stazionaio di un fluido pefetto L E cin Foze di pessione, foza peso F x F x + mgy mgy mv mv x x + mgy mgy mv mv V V + ρvgy ρvgy ρvv ρvv

14 Teoema di Benoulli V V + ρvgy ρvgy ρvv ρvv + ρgy ρgy ρv ρv + ρ gy + ρv + ρgy + ρv + ρgy + ρv cost. y + ρg + v g cost.

15 pplicazione: Tubo di Ventui y, v,, v, y + ρgy + ρv cost. y y > + ρv + ρv ρ(v v < v > v ) neuisma, stenosi:

16 ρ v Q otata nel tubo di Ventui v v Q v v ρv ρv + + Dal teoema di Benoulli: - ρv ( ) - ρv y, v,, v, y

17 Il volo v a,p a v a, a Dall equazione di continuità: v a > v b v b, b Dal teoema di Benoulli: + ρgy + ρv cost. y a yb b > a otanza: F ( - ) L b a

18 TEOEM DI TOICELLI 0 v 0 y h h v y 0 0 h ρg 0 ρg v g v gh

19 VISCOSIT x v t F v d egime di moto laminae Fomula di Newton F η v d Coefficiente di viscosità F η v d Fd v N s m dine s cm poise Ns 0. m

20 Viscosità Fluido T ( º C) Viscosità η (Ns/m ) Viscosità m cqua x0-3 3 cqua 0.0x0-3 0 Sangue 37.7x0-3 7 Olio pe motoe 30 50x Gliceina 0 830x e i liquidi, η diminuisce apidamente al cescee della tempeatua. e quasi tutti i liquidi (l acqua è un eccezione), η aumenta al cescee della pessione.

21 Legge di oiseuille l v La potata di un liquido viscoso in un condotto oizzontale di lunghezza l e aggio è popozionale alla diffeenza di pessione agli estemi < Q 4 π 8 η l ( )

Moto tubolento Il passaggio dal moto laminae a quello tubolento avviene quando il liquido aggiunge una velocità citica v c v c η ρ ρ densità del fluido η

22 Moto tubolento Il passaggio dal moto laminae a quello tubolento avviene quando il liquido aggiunge una velocità citica v c v c η ρ ρ densità del fluido η viscosità del fluido aggio del condotto è il numeo di eynolds 00 pe condotti di foma egolae cqua a 0 C: v 3 c m /s Gomiti o stozzatue nel condotto < 00

23 egime laminae l v < Fomula di oiseuille Q 4 π 8 η l ( ) egime tubolento l < La potata è minoe di quella pevista dalla fomula di oiseuille (la esistenza del condotto /Q è maggioe)

24 Cicolazione sanguigna VEN CV TEI OLMONE OT SISTEM VENOSO TEIOLE TEIE 0 00 essione (mm di Hg) Soggetto in posizione oizzontale 0 teie teiole Capillai Vene

25 VEN CV TEI OLMONE otenza cadiaca OT V F S S V F SISTEM VENOSO TEIOLE TEIE l L F l psl pv L p V L + L (p + p )V (00 + 5)mmHg 0 5 a/760mmhg 0.005m 3 8J (in un minuto) 8J/60s.4W potenza media (stimata)

26 esistenza di un condotto: Q Moto laminae Fomula di oiseuille Q 4 π 8 η l ( ) 8ηl π 4

27 Condotti in seie Condotti in paallelo 3 T Q Q Q + + Q Q3 + Q + Q Q (Q + Q + Q3) T + T T + + 3

28 s.a. N a a a s.a. s.a. a Na 3 nalogamente: s.c. N c c Sebbene c > a, s.c. < s.a. poiché N c >> N a

29 Sedimentazione F F a a ρ S a mg bv mg + F a + S ρ ρ Vg 6πηv + ρ' Vg a e velocità sufficientemente piccole 6πηv 0 F a bv paticella sfeica di aggio e densità ρ > ρ S a ρ' Vg In condizioni di equilibio dinamico Legge di Stokes b 6πη viscosità 6πηv Vg( ρ ρ') v Vg( ρ ρ') 6πη V 4 3 π 3 v 9 g( ρ ρ' ) η Eitociti umani nel plasma: v 7mm/h

30 Centifugazione

31 Massa di liquido m Vρ in otazione con velocità angolae ω Ossevatoe fisso Ossevatoe in otazione O F O F F C F centipeta Vρ'ω F centipeta F centifuga Vρ'ω Vρ'ω

32 aticella in sospensione di massa m Vρ Ossevatoe in otazione O F F C F adiale F centifuga Vρ'ω Vρω

33 Centifugazione F Vρω C F Vρ'ω ρ ' ρ F F C Il copo descive una ciconfeenza ρ ' < ρ F < F C Il copo scivola lontano dall asse ρ ' > ρ F > F C Il copo scivola veso l asse Negli ultimi due casi il copo si muove ispetto al liquido ed è soggetto, quindi, all attito viscoso; aggiunge così una velocità di egime:

34 F Vρω C F Vρ'ω F 6πηv Vρω Vρ' ω 6πηv V ( ρ ρ') ω 6πηv 0 V ( ρ ρ') ω 6 πη v

35 V ( ρ ρ') ω 6πηv v V( ρ ρ ')ω 6πη 4 3 π 3 ( ρ ρ ')ω 6πη 9 ω ( ρ η ρ ') centifugazione a ω 0cm; f 0 s ω πf s a ω (6.8) ms 4 4 v ( ρ ρ' ) g sedimentazione 9 η

36 Foze di coesione Foze di coesione (attattive) ta le molecole di un liquido. Le molecole intene sono in equilibio ta loo. Le foze che agiscono ae not sulle molecole in supeficie, invece, non sono bilanciate veso l alto e questo causa una compessione veso il basso. Inolte la coesione ta le molecole detemina una tensione tangente alla supeficie. La supeficie di un liquido si compota peciò come una membana elastica.

37 τ τ τ τ h τ F/l L Fh τlh τ τ s

39 Tensioni supeficiali di liquidi Liquidi Temp. C Tensione supeficiale in N/m Benzene Etee etilico Gliceolo Sangue inteo lasma sanguigno Mecuio Metanolo Olio di oliva cqua Clooetano Tungsteno 340.5

40 essione di contattilità p 4τ / Fomula di Laplace

41 Capillaità π τ cosθ π h ρ g θ 0 τ / h ρ g Legge di Juin

Documenti analoghi

Sistemi di riferimento inerziali:

Sistemi di riferimento inerziali: La pima legge di Newton sul moto è anche chiamata pincipio di inezia. In fisica inezia significa esistenza ai cambiamenti di velocità. Es.: - la foza d attito ta la moneta e la tessea è molto piccola e