1-ma’ruza 1-Mavzu. Kirish. Suyuqlikning fizikaviy xossalari va asosiy kattaliklari. Gidrostatik bosim va uning xossalari. Suyuqliklarning nisbiy tinch holati

1-MA’RUZA
1-Mavzu. Kirish. Suyuqlikning fizikaviy xossalari va asosiy kattaliklari. Gidrostatik bosim va uning xossalari. Suyuqliklarning nisbiy tinch holati
Rеjа:

1. 
   Gidrostatika. Gidrostatik bosim va uning xossalari.
   
2. 
   Suyuqlikning fizikaviy xossalari va asosiy kattaliklari.
   
3. 
   Gidrostatikaning asosiy tenglamasi.
   

Tаyanch so‘zlаr: gidrostatika, gidroststik bosim, zichlik, solishtirma og‘irlik, solishtirma hajm, suyuqliklarning issiqlikdan kengayishi. suyuqlikning siqiluvchanligi, suyqlikning kinematik va dinamik qovushqoqlik koeffisiyentlari, gidrostatikaning asosiy tenglamasi.

1. 
   Gidrostatika. Gidrostatik bosim va uning xossalari
   

Juda kichik tashqi kuchlar ta’sirida o‘z shaklini osonlik bilan o‘zgartiruvchi fizik jismlar suyuqliklar deb ataladi. Suyuqliklarning molekulalari qattiq jismlardagi o‘z zarrachalarining juda harakatchanligi bilan farq qiladi va oquvchanlik xususiyatiga ega bo‘ladi.

Odatda, suyuqliklarni quyidagi ikki turga bo‘lib o’rganishadi: tomchi shaklidagi va gazsimon holatdagilari. Gidravlikada asosan tomchi shakldagi suyuqliklar o’rganiladi. O’z navbatida ularga suv, spirt, neft, simob, turli moylash materiallari va boshqalar kiradi. Tomchi shaklidagi suyuqliklarda quyidagi qator xususiyatlar mavjud bo’ladi:

1. 
   hajmi bosim ta’sirida juda kam o‘zgaradi.
   
2. 
   harorat o‘zgarishi bilan hajmi o‘zgaradi.
   
3. 
   cho‘zuvchi kuchlarga deyarli qarshilik ko‘rsatmaydi.
   
4. 
   sirtida molekulalararo qovushqoqlik kuchi yuzaga keladi va u sirt taranglik kuchi hosil qilinadi.
   

Gazsimon shakldagi suyuqliklar nisbatan tez harakatlanuvchi zarrachalardan tarkib topgan bo‘lib, ularning hajmi bosim va harorat ta’sirida tez o‘zgarish hususiyatiga ega bo’ladi.
Suyuqliklar harakat davomida doimo qattiq jismlarbilan kontakt holatida bo’ladi, jumladan, suyuqlik joylashtirilgan idish tubi va devorlari, quvur hamda kanallarning devorlari va boshqalar bilan chegaralangan bo‘ladi. Suyuqliklarning atmosfera havosi bilan chegaralangan qismi uning erkin sirti deb yuritiladi.
Muvozanat holatdagi suyuqlik tarkibidagi suyuqlik molekulalarining idish devoriga va tubining yuzasiga ta’sir etuvchi bosim kuchi gidrostatik bosim kuchi deyiladi.
Gidrostatik bosimning quyidagi xossalari mavjud:

1. 
   Gidrostatik bosim o’zi ta’sir etayotgan yuzaga doimo ichki normal yo’nalishda ta’sir etadi (1.1-rasm).
   

Muvozanat holatdagi suyuqlikdan ma’lum hajmni tanlab olamiz va uning ω tekisligi bo’yicha quyidagi ikki qismlarga ajratamiz. Agar uning I- qismini olib tashlasak, u holda uning ta’sir kuchini ω tekislikka ta’sir etuvchi P_um umumiy kuch bilan almashtiramiz va uni 2 ta tshkil etuvchilarga ajratamiz: ω tekislik bo’ylab ta’sir etuvchi P_τ tangensial (urinma) kuch va ushbu yuzaga ichki normal (tik-perpendikulyar bo’lgan) yo’nalishda ta’sir etuvchchi P_n kuchlarga.



1.1-rasm. Gidrostatik bosim kuchini o’rganishga oid chizma.

Faraz qilaylik ω yuzaga tangensial (urinma) P_τ kuch ta’sir etadi deylik, u holda suyuqlikning qovushqoqligi hisobiga suyuqlik zarrachalari ω tekislik bo’ylab harakatga keltiriladi va uning muvozanat vaziyati yo’qotiladi. Demak, ushbu yo’nalishdagi kuchni ta’sir ettirish mumkinmas ekan. Xuddi shuningdek normal P_n kuchni ichki yo’nalish o’rniga tashqariga yo’naltirsak, u holda suyuqlikning qovushqoqligi hisobiga suyuqlik zarrachalari harakatga keltiriladi va uning muvozanat vaziyati yo’qotiladi. Yshbu vaziyatdan kelib chiqib aytishimiz mumkinki, suyuqlik qolgan II qismining muvozanatini ta’minlash uchun gidrostatik bosim kuchini faqat ichki normal yo’nalishda ta’sir ettirish zarur bo’larkan.

2. Gidrostatik bosim kuchi o’zi ta’sir etayotgan yuzaning og’ish burchagiga bog’liq emas (1.2- rasm).
Buning uchun suyuuqlik tarkibidan qirralarining o’lchamlari δx, δy va δz bo’lgan elementar tetraedrni ajratib olamiz va uning muvozanatini o’rganamiz, yani uning yon yoqlariga P_x, P_y, P_z va P_n tashqi gidrostatik bosim kuchlarini ta’sir ettiramiz. Suyuqlikning bir birligi kattaligiga ta’sir qilayotgan teng ta’sir etuvchi kuchni F bilan belgilab, elementar tetraedrning hajmini W hisobga olgan holda, teng ta’sir etuvchining qiymatini quyidagich a yozamiz.

W =  (1.1)

Elementar tetraedrga ta’sir etuvchi hamma kuchlarni Ox o’qiga proeksiyalab, quyidagi muvozanat tenglamasini hosil qilamiz.

P_x – P_n cos (n x) + F_x∙ρ∙W = 0 (1.2)

Elementar tetraedrning ABO tomonini ω_x bilan belgilab, tenglamani ω_x ga bo’lib chiqsak, u quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi.
 =  (1.3)
ω_x = ω_n∙ cos (n x) va ω_x = 0,5dy∙dz larni hisobga olsak, tetraedrning muvozanat tenglamasi:
 =  -  -  (1.4)



1.2-rasm. Gidrostatik bosimning qiya yuzaga ta’sirini o’rganishga oid chizma.

Xuddi shuningdek qolgan 2 ta o’qlar yo’nalishlari bo’yicha ham muvozanat tenglamalarini keltirib chiqarish mumkin. Tenglamalardagi δx → 0, δy → 0, δz → 0 intilgandagi vaziyatlari uchun limitga o’tib quyidagini hosil qilamiz.

  ω_n = 
P_x = P_y = P_z = P_n (1.5)
Shunday qilib, aytish mumkinki gidrostatik bosim turli yo’nalishlar uchun bir hil bo’larkan. Demak, gidrostatik bosimnng kuchi o’zi ta’sir etayotgan yuzaning og’ish burchagiga bog’liq bo’lmas ekan.

2. 
   Nuqtadagi gidrostatik bosim suyuqlik hajmidagi nuqtaning koordinatalariga va zichligiga bog’liq (aksioma) hamda quydagi bog’lanish tarzida ifodalanadi.
   

P = f (х, у, z, t) (1.6)

2.