[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

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

كما يمكن التعبير عن الوزن النوعى بدلالة الكثافة كالتالى :

3 / الحجم النوعى Specific Volume : v

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

4 / الثقل النوعى Specific Gravity : SG

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

ولأن الثقل النوعى نسبة بين وزنين نوعيين فلا وحدات له

ملحوظة : دائما نحسب كثافة الغاز من القانون العام للغازات

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 :

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 :

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

وبصورة أخرى

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 :

لأى إيضاح فى التجربة السابقة إسأل ومتتحرجش

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

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

ووحداتها

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 :

لأى استفسار فى الدرس الأول يكتب فى نفس الموضوع