1樓:天山我才
《宇宙物理體系》本土理論物理原創,應該能為我們國家贏得10個諾貝爾物理獎。
2樓:5102滅韓椎飯
問題描述基本是一個正確的方向。實際上,對於這樣的熱力學系統,我們極小化液體介面的自由能,來計算液體介面的形狀。而需要的約束通常是體積不變。
自由能可以經過力學的分析,計算可逆過程的能量變化來得到。比如對於最簡單的閉合液麵,我們知道表面張力是施加在液麵上任意一條線上的,單位長度上受到的力稱為表面張力係數。那麼當液體表面增加一點點後,能量的增加正比與表面張力係數乘以面積增加(力乘以長度=單位長度的力乘以長度乘以長度),所以表面自由能可以寫作:
其中是表面張力係數,是每一小塊的面積。如果表面張力係數是常數,那麼這個問題實際上就是同樣體積的液體怎樣形狀表面積最小,於是得到的顯然就是球。
同體積下球面表面積最小,等價於 同表面積下球面體積最大。
這是數學問題,雖然結論有物理對應,但並不需要事先引入任何物理概念或定律。
首先要證明,相同表面積的情況下,達到最大體積的封閉曲面,其平均曲率處處相等。
jellet 在 1853 年證明三維空間中的星狀緊曲面,如果平均曲率處處相等,必為球面。alexandrov 在 1958 年證明嵌入三維的緊曲面,若平均曲率處處相等且不為零,必為球面。物理世界中的曲面滿足「嵌入」「緊」「星狀」等條件,因此相同體積下球面表面積最小。
最後,一般的最小曲面問題並不簡單。
比如 雙泡泡猜想,說三個肥皂膜圍出兩個泡泡的情況下,三個膜在交線處呈 120 度角。
這個猜想到 2002 年才得到證明。?
3樓:王倩
注意原問中提到是孤立系,所以這是一個實際的物理問題,任何沒考慮「孤立系」一詞後所蘊涵的物理背景的,比如「在長方體裡」找答案,都是耍流氓。這個物理背景,從巨集觀的、經典的層面上說,就是不可壓縮的液體其「表面張力」服從牛頓定律(一般規律),導致孤立的「水滴」表面處處曲率相等(對水適用),這在歐式空間的情形就是一個球。
至於「表面張力」本身的物理,則牽扯到液體的微觀物性,離題太遠,但對於水來說,其微觀物性所決定的表面張力的性質是沿表面各向同性的。?
流體的流動形態有哪兩種?如何判斷流體的流動形態
4樓:匿名使用者
流體的流動形態分為層流和湍流(紊流)兩種基本形態,以及這兩種形態的過度形態(過渡流)。
層流:流體分層流動,相鄰兩層流體間只作相對滑動,流 層間沒有橫向混雜。
湍流:當流體流速超過某一數值時,流體不再保持分層流 動,而可能向各個方向運動,有垂直於管軸方向的分速度,各流層將混淆起來,並有可能出現渦旋,這種流動狀態叫湍流。
更專業的說法是:流體流動時,如果流體質點的軌跡(一般說隨初始空間座標x、y、z和時間t而變)是有規則的光滑曲線(最簡單的情形是直線),這種流動叫層流。沒有這種性質的流動叫湍流。
過渡流:介於層流與湍流間的流動狀態很不穩定,稱為過渡流動。
判斷管道中的流體流動形態有一個無量綱的數━━雷諾數作為判據:
re=ρvr/μ
式中:re - 雷諾數;ρ 密度;v - 流速;r - 管道半徑;μ 粘度。
實驗證明:re<1000 層流;
1000<re<1500 過渡流;
re>1500 湍流;
在沒有測量手段的情況下,可根據湍流區別於層流的特點之一,能發出聲音,來大致判斷流動形態。
5樓:最愛秋天的傳說
主要有層流和湍流兩種,層流流動平穩有規則,而湍流。
流動會產生很多渦旋。判斷方法是求出該流動的雷諾數,流動的雷諾數小於某一臨界值為層流,大於它為湍流。根據不同的結構形式,流動狀態,雷諾數有不同的計算公式,具體可以參考流體力學教材。
6樓:閭奇鄂念桃
層流和湍流。判斷準則是雷諾數,雷諾數低於轉捩點為層流,反之為湍流。圓管中液體的轉捩點為2000~2320,平板流動為5*10^5,氣體與液體的轉捩點不同,流體所處的環境也會影響轉捩雷諾數。
流體的流動形態有哪幾種?如何判斷
7樓:匿名使用者
層流和湍流,層流流動流體質點做直線運動,即分層流動,湍流流體質點總體向前流動,同版時做隨機運動。判。
權斷流型的具體依據是雷諾準數(即re準數)。當re<2000時,為層流;當2000<re<4000時,為過渡流;當re>4000時,為湍流。
8樓:匿名使用者
著名的雷諾實驗以及流體流動型別的判斷。
流體的流體特徵
9樓:受災
固體和流體具有以下不同的特徵:在靜止狀態下固體的作用面上能夠同時承受剪下應力和法嚮應力。而流體只有在運動狀態下才能夠同時有法嚮應力和切向應力的作用,靜止狀態下其作用面上僅能夠承受法嚮應力,這一應力是壓縮應力即靜壓強。
固體在力的作用下發生變形,在彈性極限內變形和作用力之間服從胡克定律,即固體的變形量和作用力的大小成正比。而流體則是角變形速度和剪下應力有關,層流和紊流狀態它們之間的關係有所不同,在層流狀態下,二者之間服從牛頓內摩擦定律。
當作用力停止作用,固體可以恢復原來的形狀,流體只能夠停止變形,而不能返回原來的位置。固體有一定的形狀,流體由於其變形所需的剪下力非常小,所以很容易使自身的形狀適應容器的形狀,在一定的條件下並可以維持下來。
10樓:小銳新視界
什麼是流體?理想流體又是什麼?
流體的流動形態有哪幾種
11樓:匿名使用者
層流和紊流。
流體在運動過程中,各質點完全沿著管軸方向直線運動,質點之間互不摻混、互不干擾的流動狀態稱為層狀流動,簡稱層流。若運動著的質點不僅沿著管軸方向的直線運動,還伴有橫向擾動,質點之間彼此混雜,流線雜亂無章,這種流動狀態稱為紊流。
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