Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
Главная - Справочная литература - Энциклопедии
Брокгауз Ефрон - Энциклопедический словарь

Скачать книгу
Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки)
Всего страниц: 3534
Размер файла: 25563 Кб
Страницы: «« « 3086   3087   3088   3089   3090   3091   3092   3093   3094  3095   3096   3097   3098   3099   3100   3101   3102   3103   3104  » »»

другому, который сам движется по направлению, противоположному  первому,
то результатом Т. было бы замедление обоих течений. Течение жидкости  по
поверхности твердого тела также сопровождается Т., но если  это  твердое
тело вполне смачивается жидкостью, то весьма тонкий ее слой удерживается
твердым телом и становится неподвижным, и поэтому жидкость,  текущая  по
такому смоченному твердому телу, течет как бы по жидкости, и если  такое
твердое тело имеет форму трубки, то жидкость протекает как бы по  жидкой
трубке.    Величина    Т.    пропорциональна    поверхности    жидкости,
соприкасающейся  с  твердой  стенкой,  и  скорости  течения  параллельно
поверхности стенки; сверх того величина Т. какойлибо жидкости зависит от
свойств твердого тела, по поверхности которого течет жидкость, не вполне
смачивающая это тело. Таким образом, обозначая величину скорости течения
по неподвижному слою буквой v, а величину  поверхности  через  s,  можно
выразить замедляющее или ускоряющее действие Т. произведением kvs, где k
есть так называемый  коэффициент  Т.  (внешнего).  Жидкость,  текущую  в
цилиндрической трубке, можно мысленно разделить на  произвольно  большое
число  тонкостенных  жидких  цилиндров,  имеющих  одну  общую   ось,   и
движущихся один в другом. Прилегающий к внутренней стенке трубки  жидкий
цилиндр будет несколько  задержан  в  своем  движении,  и  сам  замедлит
движение следующего внутреннего, более близкого к оси жидкого  цилиндра,
и т. д., так что скорость движения жидкости в трубке  будет  различна  в
некотором поперечном круглом сечении  трубки,  замедляясь  от  центра  к
окружности. В том случае, когда внутренняя  поверхность  твердой  трубки
вполне смачивается жидкостью, можно принимать  коэффициент  внешнего  Т.
бесконечно  великим  и  прилипающий  к  этой   поверхности   чрезвычайно
тонкостенный жидкий цилиндр неподвижным, так что жидкость течет как бы в
жидком цилиндре, а потому скорость  ее  истечения  обусловливается  лишь
коэффициентом внутреннего Т. (жидкости о ту же жидкость), длиной  трубки
(от  длины  зависит   поверхность   Т.),   ее   радиусом   и   разностью
гидростатических давлений в начале и в конце трубки.
   Теоретические соображения, основанные на выше высказанных положениях,
привели к  следующему  алгебраическому  выражению  величины  скорости  v
истечения  жидкости,  имеющей   коэффициент   внутреннего   Т.   k,   из
цилиндрической трубки, длиной 1 миллим. при радиусе сечения, равном r, и
разности давлений в начале и конце трубки р1р2:
   .
   Здесь  все  величины  подлежат  непосредственному  измерению,   кроме
коэффициента k, но удобнее определять  вместо  скорости  v  истечения  -
объем жидкости, протекшей по трубке в  продолжение  некоторого  времени,
или время, необходимое для истечения определенного объема жидкостей,  из
чего просто вычисляемая и скорость. Гаген и Пуазейль (1842) делали опыты
над истечением жидкостей через волосные трубки еще  до  развития  теории
этого  явления;  результаты,  найденные  первым  из  них,  были   вполне
подтверждены еще более точными исследованиями второго.  Прибор  Пуазейля
состоял из стеклянного  шарика  с  двумя  диаметрально  противоположными
трубками; нижняя, отогнутая на  прямой  угол.  соединялась  с  волосными
трубками  различных  размеров.  С  открытого  конца  верхней  трубки   В
производилось сжатым воздухом давление на жидкость,  наполнявшую  шарик,
измеряемое высотой водяного  столба,  доходившей  иногда  до  41  метра,
иногда же меньшей, чем 1 метр. Между чертами, сделанными на трубках выше
и  ниже  шарика,  заключался  объем  жидкости,  который  при   различных
давлениях  был  прогоняем  чрез  различные  волосные  трубки,  при   чем
определялось всякий раз время (число секунд), для этого необходимое. Так
как давление на жидкость и размеры трубки измерялись миллиметрами, то  и
количество истекающей жидкости  определялось  куб.  мм.  Пуазейль  нашел
величину коэффициента внутреннего Т. для воды при температуре 0ё  равною
0, 0001816. Определяя для трубок одного и того же  поперечного  сечения,
но различной длины,  время,  нужное  для  истечения  одного  и  того  же
количества воды при одной и той  же  температуре,  Пуазейль  нашел,  что
времена пропорциональны длинам трубок. Подобным образом  он  нашел,  что
времена  истечения  пропорциональны  четвертой  степени  диаметров   или
радиусов трубки (т. е. ее канала). Вообще, количество вытекающей воды  в
некоторое время t может быть вычислено  из  выражения  следующего  вида,
найденного Пуазейлем (v - объем жидкости, k - коэффициент, зависящий  от
внутреннего Т. жидкости,  Р  -  давление,  под  которым  течет  вода  по
горизонтальной  трубке;  имеющей  длину  1  и  радиус  канала  r,  t   -
продолжительность истечения). Величины t, вычисленные по  этой  формуле.
превосходно согласуются с  величинами,  найденными  из  непосредственных
наблюдений, но во всех опытах длина трубки была значительна относительно
поперечника ее. Так, трубка с поперечником в 0, 252 мм. должна иметь  не
менее 54 мм.; при давлении столба около 1500 мм. т.е. l с лишком  в  400
раз более r. Математическая теория дает  выражение  где  r  есть  радиус
трубки, а h - коэффициент внутреннего Т. Из  сравнения  этой  формулы  с
тою, которую дал Пуазейль видно, что коэффициент k в последней связан  с
коэффициентом внутреннего Т. следующим образом:
   Французский  физик  Кулон   (Coulon)   первый   занимался   изучением
внутреннего Т. жидкостей. Для его опытов служил тонкий  кружок,  висящий
горизонтально на тонкой проволоке,  прикрепленной  к  его  центру.  Если
несколько закрутить проволоку, то  кружок  начнет  вращаться  в  сторону
кручения, затем - в обратную сторону, т.е. будет совершать  вращательные
колебания около проволоки. В сосуде с водой кружок будет также совершать
вращательные  колебания,  но  Т.  поверхностей  кружка  о  воду   станет
замедлять эти колебания; если кружок смачивается водой, то сопротивление
колебаниям кружка обусловливается коэффициентом внутреннего Т. жидкости.
Видоизменение этого способа представляют  вращательные  колебания  шара,
висящего на  проволоке  в  жидкости  (Мейер,  К„ниг).  Еще  иной  способ
употребляли  Гельмгольц,  Пиотровский  и  потом   другие,   приводя   во
вращательные колебания в воздухе полый шар или прямой  цилиндр  (Умани),
наполненные испытуемой жидкостью, прилипающей ко внутренней  поверхности
сосуда; при вращательном движении сосуда она посредством Т. передается и
жидкости из слоя в слой по направлению к оси  цилиндра,  а  жидкость,  с
своей стороны, замедляет качания  цилиндра.  Теория  всех  этих  методов
приводит  к  формулам,  гораздо  более  сложным,  чем  способ  истечения
жидкостей через волосные трубки. Тем  не  менее  полезно  отметить,  что
опыты и измерения, сделанные Мютцелем по способу Гельмгольца,  дали  для
коэффициента  внутреннего  Т.  воды  при  20ё  число,  очень  близкое  к
найденному  Пуазейлем  (0,01009),  а  именно  0,01014.  Если  прилипание
жидкости к твердому телу  неполное,  как  напр.  при  течении  ртути  по
стеклянным трубкам, то, как по теории, так и по опытам Пуазейля, простые
вышеупомянутые законы истечения усложняются. Однако,  Варбург  из  своих

Страницы: «« « 3086   3087   3088   3089   3090   3091   3092   3093   3094  3095   3096   3097   3098   3099   3100   3101   3102   3103   3104  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. Брокгауз Ефрон, Энциклопедический словарь