ramlstani alapmennyisgek RAMLSTANI ALAPOK 1 9 VFOLYAM 1

Áramlástani alapmennyiségek ÁRAMLÁSTANI ALAPOK 1. 9. ÉVFOLYAM

1. Folyadék(gáz)mennyiség A, Tömeg: - jele: m - egysége: 1 kg - mérése: Statikusan-folyadék vagy gáz esetén az „üres” tartály tömegének és a folyadékkal vagy gázzal teli tartály tömegének különbségéből B, Térfogat: - jele: V - egysége: 1 m 3 - mérése: a folyadék átönthető mérőedénybe, gáz térfogata megegyezik a tartály térfogatával A két mennyiség közötti kapcsolatot a sűrűség fogalma létesíti.

2. Sűrűség Értelmezése: az egységnyi térfogatban foglalt tömeg mennyisége. Jele: ρ (görög ró) Egysége: 1 kg/m 3 Nagysága: Az anyagok sűrűsége függ a hőmérséklettől. A szilárd anyagok sűrűsége a hőmérsékletváltozás hatására csak kisebb mértékben változik, a folyadékok és a gázok sűrűsége hőmérsékletük növekedésével csökken. A gázok sűrűsége a hőmérsékleten kívül a nyomástól függően is változik, növekvő nyomáson sűrűségük nő.

2. 1 A víz sűrűsége A víz sűrűsége különlegesen a többi anyagtól eltérően változik. A víz sűrűsége a hőmérséklet függvényében 0 °C-on: 999, 868 kg/m 3 4 °C-on: 1000 kg/m 3 20 °C-on: 998, 230 kg/m 3 25 °C-on: 997, 04 kg/m 3 100 °C-on: 958, 38 kg/m 3 Az adatokból látható, hogy a víz sűrűsége 4 °C-on a legnagyobb. 4 °C-nál kisebb hőmérsékleten a többi anyagtól eltérően nem nő, hanem csökken a hőmérséklete. A folyékony víz sűrűsége nagyobb, mint a jég sűrűsége, így a jég a víz tetején úszik. A víz 4°C-os sűrűségmaximuma miatt hűl le télen a tengerek víze megközelítőleg csak 4 °C hőmérsékletre, mivel a nehezebb 4 °C-os víz lesűllyed és a mélyből a melegebb víz jut a felszínre. További lehűléskor a hidegebb víz a felszínen marad és végül könnyebb sűrűségű jéggé alakul át. A jég a víz felszínén úszik és megvédi az alatta lévő vízet a lehűléstől, így a hideg nagyobb mélységig csak nehezen tud lehatolni és teljes terjedelmében csak nagyon nehezen fagy meg.

3. Áramlást leíró mennyiségek Tömegáram Értelmezése: -az időegység alatt szállított tömeg. Jele: qm Egysége: 1 kg/s Nagysága: qm= m/∆t Térfogatáram Értelmezése: -az időegység alatt szállított térfogat. Jele: qv Egysége: 1 m 3/s Nagysága: qv = V/∆t A tömegáram és a térfogatáram között a sűrűség létesít kapcsolatot: qm= m/∆t=ρV/∆t=ρqv

4. Nyomás Értelmezése: A nyomás a nyomott felületnek (A) és a felületet merőlegesen nyomó erőnek (F) a hányadosa. Jele: p Egysége: 1 N/m 2 = 1 Pa (Pascal) Nagysága: p=F/A A légnyomás: - a levegőoszlop nyomása - jele: po A túlnyomás: - a légnyomásnál nagyobb nyomás - jele: pt Az abszolút nyomás: - a légnyomás és a túlnyomás összege - jele: p a - nagysága: pa = po + pt A vákuum: -a légnyomás és a légnyomásnál kisebb nyomás különbsége a vákuum. (Ami hiányzik a légnyomásból)

4. 1 A folyadék nyomása A folyadéksúlyából származó nyomást hidrosztatika nyomásnak nevezzük. • Függ: - Folyadéksűrűségétől(�� )–egyenesarányosság - Folyadékoszlopmagassága(ℎ)–egyenesarányosság • Kiszámítása: �� =�� ∙ℎ • Mértékegysége: ���� (pascal) • Mérése: manométerrel (gumihártyás nyomásmérő)

4. 2 Gázok nyomása Ha egy felfújt focilabdából kiengedjük a levegő egy részét, méréssel megállapíthatjuk, hogy a labda tömege kisebb lesz → a levegőnek van tömege (súlya). A levegő a benne levő minden testre nyomást gyakorol. Ez a nyomás a légnyomás, ami a levegő súlyából származik és hatása minden irányban tapasztalható. A légnyomást barométerrel mérhetjük. A tengerszint feletti magasság növekedésével a légnyomás csökken. (Ennek az az oka, hogy a légtérben felfelé haladva a levegőoszlop rétegvastagsága és átlagsűrűsége is egyre kisebb lesz. ) A légnyomás a levegő páratartalmától is függ. (A páratartalom növekedésével a légnyomás csökken. A légnyomás csökkenéséből arra lehet következtetni, hogy esős idő várható. A nagyobb páratartalmú levegőnek kisebb a sűrűsége, mint a száraz levegőnek → felhők magasan lebegnek. )

4. 21 A Toricelli-féle kísérlet A levegő nyomását Toricelli (1608 -1647) olasz tudós mérte meg először, 1643 -ban. A légköri nyomás átlagos értéke a tengerszint magasságában a 76 cm magas higanyoszlop nyomásával egyenlő. Értéke közelítőleg 100 k. Pa. Egy 1 m hosszú, egyik végén zárt üvegcsövet teletöltött higannyal, azután a cső nyitott végét befogva, nyílásával lefelé higanyba állította. A nyílás szabaddá tétele után a csőből a higany egy része kiömlött, de 76 cm magas higanyoszlop benne maradt. A csőben maradt higanyoszlop hidrosztatikai nyomásával a szabad higanyfelszínt érő légnyomás tart egyensúlyt.

4. 3 Nyomáskülönbségen alapuló eszközök