البداية مع الموائع ( دورة أرشميدس للموائع )

[ارشميدس]

بسم الله الرحمن الرحيم


http://www.al3malka.com/vb/upload/1/87822841.png (http://www.al3malka.com/vb/upload/1/87822841.png)


اذا ذكر أرشميدس ذكر الطفو وذكرت الموائع


يعلن قسم الفيزياء عن بدء دورة جديدة فى الموائع وسوف تنقسم الدورة الى اجزاء



1 - الخواص الفيزيائية للموائع

2 - الموائع فى حالة السكون

3 - الموائع فى حالة الحركة

4 - سريان المائع خلال الأنابيب

وكل فصل مقسم لعدة دروس

سنبدأ باذن الله لكل درس يومين يوم شرح ويوم للإستفسارات

واليكم مقدمة عن الموائع لمن أرد ان يأخذ فكرة سريعه ويعرف مدى ارتباط دراسة الموائع بالحياة العملية

مقدمة :

تعرف الموائع بأنها هى المواد القابلة للتشكل بشكل الأوعية التى تحتويها وتكون قادرة على السريان , وهذه المواد هى السوائل والغازات .

وميكانيكا الموائع هو العلم الذى يدرس ميكانيكا السوائل والغازات أو بمعنى آخر العلم الذى يدرس الموائع فى الحركة والسكون . ويعتمد أساسا على نفس المبادىء المستخدمة فى ميكانيكا المواد الصلبة

يمكن تقسيم ميكانيكا الموائع الى قسمين :

1 - استاتيكا الموائع : وهى دراسة القوى المءثرة على الموائع فى حالة السكون

2 - ديناميكا الموائع : وهى دراسة الموائع أثناء الحركة

إن أهمية ميكانيكا الموائع تتضح تماما عندما نفكر فى الدور الذى تلعبه فى حياتنا اليومية . ففى مجال التكييف والتبريد هناك الماء المثلج الذى يضخ خلال المواسير . والهواء البارد يدفع بواسطة المراوح خلال مجارى الهواء لتكييف المنازل والكهرباء التى نستخدمها وطرق توليدها من المساقط المائية التى تدفع الماء خلال التوربينات والتى تولد الطاقة الكهربية . أو من الطاقة الحرارية من البخار الذى يدفع خلال التوربينات البخارية لتوليد الطاقة الكهربية , وسياراتنا التى نقودها الاطارات الهوائية تعطى السيارات التعليق , الوقود يضخ عبر أنابيب .. بل إن حياتنا اليومية تعتمد على الموائع . فسريان الدم فى أوردتنا وشراييننا هو عملية ميكانيكا الموائع

فهذا العلم لا يمكن تجاهله نظرا لأهميته البالغة وباذن الله سنخوض فيه ونتعرف على خباياه وأسراره

المسؤول عن الدورة أخيكم :: أرشميدس


فلنبدأ على بركة الله

[ناصر اللحياني]

وفقك الله ،،،

تمهيد رااائع جدا

وعرض وتنسيق مميز

بإنتظار الدورة

[ارشميدس]

ِكرا أخى العزيز ناصر

وجارى تحضير الدرس الأول

وباذن الله بنزل بأول درس الليلة

[المزروعي]

جزيت خيراً

وجنات النعيم دارك

[ارشميدس]

شكرا اخى المزروعى

واليكم الدرس الأول

وأى استفسار يكتب فى نفس الموضوع


الدرس الأول جعلته بسيطا وخفيفا لأنها البداية فلا نريد التعقيد

واستعنت ببعض الكتب التى عاونتنى فى الخروج بهذا الشكل للدرس

والله المستعان

[ارشميدس]

بسم الله الرحمن الرحيم

الفصل الأول :

الخواص الفيزيائية للموائع


Physical Properties of Fluids


1 / الكثافة Density : ρ


وكثافة المائع هى كتلة وحدة الحجوم من المادة , أو كتلة المتر المكعب من المادة



http://www.al3malka.com/fluid/fluid1.gif



ولا داعى لحفظ القانون والتعريف معا حيث يمكنك استنتاج اى منهما من الآخر بحيث الكثافة = البسط عنما يكون المقام بواحد
أى من القانون الكثافة هى الكتلة عندما يكون الحجم هو الوحده ( أى كتلة وحدة الحجوم من الماده .. وهكذا مع باقى القوانين )


2 / الوزن النوعى Specific weight : γ


هو وزن وحدة الحجوم من المادة أو وزن المتر المكعب من المادة


http://www.al3malka.com/fluid/fluid2.gif


كما يمكن التعبير عن الوزن النوعى بدلالة الكثافة كالتالى :


http://www.al3malka.com/fluid/fluid3.gif


3 / الحجم النوعى Specific Volume : v


الحجم الذى تشغله وحدة الكتل , أو حجم واحد كيلو جرام من المادة


http://www.al3malka.com/fluid/fluid4.gif


4 / الثقل النوعى Specific Gravity : SG


ويطلق عليها الكثافة النسبية وهى النسبة بين كثافة المائع وكثافة الماء النقى عند درجة الحرارة القياسية ( 4C )

http://www.al3malka.com/fluid/fluid5.gif


ولأن الثقل النوعى نسبة بين وزنين نوعيين فلا وحدات له

ملحوظة : دائما نحسب كثافة الغاز من القانون العام للغازات

http://www.al3malka.com/fluid/fluid6.gif


http://www.al3malka.com/fluid/fluid7.gif

حيث
الضغط المطلق . . . . . . P = N / m2

الثابت العام للغازات . . . ( R ( R= 287 J/kg K

درجة الحرارة المطلقة . . . (T (K

كثافة الغاز . . . . . . ρ kg/m3

اللزوجة : Viscosity


تعرف اللزوجة عامة بأنها خاصية من خواص المادة تتحكم بمعدل سريانه ولا تقتصر على السوائل فقط بل أن للغازات لزوجة وبهذه الخاصية يتعين سهولة إنسياب المائع . ويمكن اعتبارها مقياس لمدى مقاومة المائع لقوى القص التى تحاول تحريف شكله
وهذه التجربة توضح تعريف اللزوجة :



http://www.al3malka.com/fluid/fluid8.gif (http://www.al3malka.com/fluid/fluid8.gif)


إذا افترضنا وجود سائل بين صفيحتين ( كما بالشكل ) أحدهما ثابت والآخر متحرك بسرعة أفقية قدرها U والمسافة بين اللوحين هى y ومساحة سطح اللوح A والقوة المسببة للحركة هى F .

نتيجة لتأثير القوة F يحدث إجهاد قص Shear Stress للمائع بين اللوحين هذا الإجهاد يرمز له بالرمز τw يكون مقاوما للحركة ويعطى من المعادلة :


http://www.al3malka.com/fluid/fluid9.gif


وجد أن إجهاد القص هذا يتناسب مع تغير السرعة U بالنسبة للتغير فى المسافة بين اللوحين y أى أن :


http://www.al3malka.com/fluid/fluid10.gif


وبصورة أخرى


http://www.al3malka.com/fluid/fluid11.gif

حيث μ هى ثابت التناسب وهى ما يعرف بمعامل اللزوجة أو بالزوجة الديناميكية وهى النسبة بين إجهاد القص وانحدار السرعة . ويعبر عنا رياضيا بالقانون التالى :


http://www.al3malka.com/fluid/fluid12.gif


لأى إيضاح فى التجربة السابقة إسأل ومتتحرجش

ووحدات اللزوجة هى ( نيوتن . ثانية لكل متر مربع ) أو ( باسكال . ثانية )


http://www.al3malka.com/fluid/fluid13.gif


أما النسبة بين اللزوجة الديناميكية والكثافة هى ما يعرف باللزوجة الكيناماتيكية ( الكيناماتية ) Kinematic Viscosity


http://www.al3malka.com/fluid/fluid14.gif


ووحداتها http://www.al3malka.com/fluid/fluid15.gif



تأثير درجة الحرارة على اللزوجة :

تتأثر اللزوجة بدرجة كبيرة بدرجة الحرارة

بالنسبة للسوائل : تقل اللزوجة بزيادة درجة الحرارة ويرجع ذلك الى أن قوى التماسك بين جزيئات السائل تقل بزيادة درجة الحرارة


بالنسبة للغازات : تزداد اللزوجة بزيادة درجة الحرارة ويرجع ذلك الى ان الارتفاع فى درجة الحرارة يؤدى الى زيادة كمية حركة الجزيئات مما يؤدى الى زيادة فى معدل تصادم هذه الجزيئات بعضها ببعض وبالتالى تزيد قوة الاحتكاك وقوى القص بين الجزيئات مما يزيد من لزوجة الغازات

والشكل التالى يوضح ذلك :


http://www.al3malka.com/fluid/fluid16.gif (http://www.al3malka.com/fluid/fluid16.gif)


لأى استفسار فى الدرس الأول يكتب فى نفس الموضوع

[روعة الخيال]

جزيت خيرا..........

[أبو محمـد]

بارك الله فيك .

جهد رائع جدا ومميز

[ارشميدس]

شكرا اخوانى لمروركم

ومنتظر الاستفسارات

ونشوف الاقبال علشان انزل بالحلقة الثانية

[مصطفى افيوني]

هذا شى جيد اخبرنا متى ستبدا الدورة لنطلع عليها وفقك الله

[صاحب الفيزياء]

ما شاء الله

موضوع رائع أخي

ويا حبذا لو تدعم الموضوع بالأمثلة أو تمارين

استمر

[ارشميدس]

ان شاء الله فى تمارين هنزلها

وشكرا لموركم الطيب

ودمتم لنا بخير وصحه

[الوطن العربي]

ارجو من الأخ ارشميدس ان يضع هذا المقال في ملف للتحميل لتعم الفائدة

[ارشميدس]

اليكم الشرح فى ملف

اكروبات ريدر

لتعم الفائدة


ودمتم لنا بخير وصحه

[soso0505]

ماشاء الله اخ ارشميدس شرح اكثر من رائع
مشكووور الف شكر
والله يوفقك ويزيدك من العلم
وجزاك الله عنا خير الجزاء

[soso0505]

هل توجد تكمله ياخ ارشميدس لهذه الدورة

[صدى الصمت...]

يسلموووووو كتير

[فراشة الرياضيات]

جزيت خيراً

[فيزيائية نيوتن]

المرفق رائع جدا سلمت يمناك