Как найти плотность по формуле давления жидкости

Основной механической характеристикой
жидкости является плотность, определяемая
для однородной жидкости отношением ее
массы к объему:

¹.

Для определения плотности смеси из двух
жидкостей используется формула:

.

Для нахождения плотности жидкости при
различной температуре можно применить
зависимость

.

Удельным весом однородной жидкости
называется вес единицы объема этой
жидкости:

.

Относительным удельным весом жидкости
называется отношение её удельного веса
к удельному весу пресной воды при
температуре 4º С:

.

Между плотностью и удельным весом
существует связь:

.

В приложении (табл. П-4) приведены значения
плотности воды при разных температурах,
а также значения плотности капельных
жидкостей при температуре 20º С (табл.
П-3).

Коэффициент объемного сжатия –
относительное изменение объёма жидкости
на единицу изменения давления:

.

Величина, обратная коэффициенту объёмного
сжатия, представляет собой объёмный
модуль упругости жидкости:

.

Коэффициент температурного расширения
выражает относительное изменение объёма
жидкости при изменении температуры на
1 градус:

.

Сопротивление жидкостей изменению
своей формы характеризуется их
динамической вязкостью (внутренним
трением). Отношение динамической вязкости
жидкости к её плотности называется
кинематической (относительной) вязкостью:

.

Причем обычному представлению о вязкости
соответствует именно динамическая
(абсолютная) вязкость, но никак не
кинематическая (относительная).

Поскольку плотности жидкостей на
несколько порядков выше, чем у газов,
то по величине
они могут значительно уступать газам.
Но это вовсе не значит, что газы в
буквальном смысле более вязкие, чем
жидкости. Сила внутреннего трения в
жидкости на единицу площади определяется
по закону Ньютона:

.

Необходимое количество теплоты для
нагрева жидкости составляет:

,

где – время нагрева;

– масса жидкости;

– удельная теплоемкость жидкости;

– разница температур.

В случае теплообмена с окружающей
средой, количество теплоты определяется
так:

,

где – коэффициент теплоотдачи;

– площадь теплоотдачи.

Примеры

1.1. Определить объём воды, который
необходимо дополнительно подать в
водоводd=500 мм и длинойL= 1 км для повышения
давления до=Па. Водовод подготовлен к гидравлическим
испытаниям и заполнен водой при
атмосферном давлении. Деформацией
трубопровода можно пренебречь.

Решение.Вместимость водовода

Объём воды
,
который необходимо подать в водовод
для повышения давления, находим из
соотношения:

По таблице П-7 принимаем:

Тогда

.

Ответ:.

1.2. В отопительной системе (котел,
радиаторы и трубопроводы) небольшого
дома содержится
воды. Сколько воды дополнительно
войдет в расширительный сосуд при
нагреванииeeот 20 до 90?

Решение. Плотность воды при
температуре 20(табл. П-4)

масса воды

Плотность воды при температуре
(П-4)

Объем, занимаемой водой, при температуре
90°С, составит

Дополнительный объем равняется разнице
объемов

Ответ:

1.3. Определить изменение плотности
воды при сжатии ее отдо.

Решение.Коэффициент объемного
сжатияпринимаем по табл. П-7 равным

Плотность воды
При сжатии воды ее объемWизменяется на:

где

Масса воды сохраняется неизменной,
поэтому

Ответ:

1.4. Стальной водовод диаметромd=0,4м
и длинной 1 км, проложенный открыто,
находится под давлениемпри температуре воды.
Определить давление воды в водоводе
при повышении температуры воды дов результате наружного прогрева водовода.

Решение.Изменение температуры
составляет

Объем водовода равняется

Увеличение давления в водоводе определяем
по формулам:

и,

откуда
.

По таблице П-6 находим значение коэффициента
температурного расширения:

.

По таблице П-7 находим значение
коэффициента объемного сжатия:

Подставляя полученные значения в
формулу, определим изменение давления:

Давление в водоводе после увеличения
температуры составляет

Ответ: .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Что такое плотность жидкости

Плотность жидкости — это отношение массы жидкости к объёму, который она занимает.

Если две жидкости одинаковой массы налить в сосуды, то их объемы будут разниться. Причина этому — плотность, т.е. расстояние между молекулами и атомами, образующими внутреннее строение. Эта величина скалярная и обозначается буквой ρ. В литературе можно встретить и другие обозначения, например D и d (в переводе с латинского densitans).

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Обычная вода при температуре 4⁰С имеет максимальное ее значение — 1000 кг/м3. Многие жидкие продукты питания имеют близкое значение плотности. Например, обезжиренное молоко, раствор уксуса, вино. В то же время для сока из ананаса аналогичное значение составляет 1084, из винограда — 1361, апельсина — 1043 кг/м3. Пиво имеет плотность 1030 кг/м3.

Многие жидкости менее плотны, чем вода, это:

• спирт этиловый (789 кг/м3);
• нефть (от 730 до 940 кг/м3);
• бензин (от 680 до 800 кг/м3);
• ДТ (879 кг/м3).

Как определить плотность жидкости

Математический расчет плотности жидкого вещества выглядит как частное от деления взятой массы на тот объем, который оно занимает.

(rho=mdiv V)

Где m — масса жидкости, V — ее объем.

Единицей измерения плотности является кг/м3 (для системы СИ). Обозначение в системе CUC — г/см3.

Жидкость, представляющая собой смесь двух и более компонентов, имеет значение плотности, определяемой по формуле:

(rho=(rho1times V1+rho2V2)div(V1+V2))

Существует деление жидкостей на:

1. Идеальные — имеются ввиду абсолютно подвижные жидкие вещества, на которых не действуют посторонние силы. Они неизменны в своем объеме. Таких жидкостей практически не бывает.
2. Реальные — могут сжиматься, сопротивляться давлению, т.е. реагировать на посторонние силы.

Реальные, в свою очередь, подразделяются на:

1. Ньютоновские — для них характерно послойное движение (сдвигание), скорость которого пропорциональна напряжению. Когда регистрируется абсолютный покой, напряжение равно нулю. К ньютоновским жидкостям относятся вода, масло, керосин, бензин и др.
2. Бингамовские — жидкости, имеющие начальный предел текучести, ниже которого они не текут и имеют свойства твёрдого тела.

Как влияют внешние воздействия на расчет

Понятие «плотность» зависимо от условий окружающей среды, в которых происходит ее измерение. По мере повышения либо понижения температуры плотность начинает постепенно уменьшаться. Например, плотность воды при температуре кипения составляет 958,4 кг/м3. Однако таким образом ведут себя не все жидкости. Многие, испытывая понижение температуры, увеличивают свою плотность.

Для вычисления ρ при изменении температуры вещества применяется формула:

(rho t=rho20div(1+beta ttimes(t-20)))

Существуют особенности изменения плотности при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое. Так, обычная вода при затвердевании уменьшает свою плотность. Касательно других жидкостей — при переходе в твердое состояние ρ чаще растет.

Еще один внешний фактор, под действием которого жидкость сжимается, а, следовательно, ее плотность меняется, является внешнее давление. Однако так называемая сжимаемость жидкого вещества совсем невелика — 10^-6бар.

Для характеристики реакции жидкого тела на воздействие внешнего давления вводится термин — сжимаемость. Она высчитывается по формуле:

(beta w=Delta Wdiv WtimesDelta p=1divrhotimes(DeltarhodivDelta p))

Где βw — коэффициент объемного сжатия, ΔW — разница в изменении объема, Δρ — изменение плотности, Δp — изменение объема.

Введена еще одна величина, имеющая отношение к сжимаемости. Это объемный модуль упругости (Еж).

Она обратна коэффициенту объемного сжатия и определяется по формуле:

(Еж=1divbeta.)

В качестве единицы измерения выступает Па — паскаль. Для примера, Еж воды равняется 2 000 МПа. 

Каким соотношением связаны плотность и удельный вес жидкости

Удельный вес жидкости (γ) — еще один параметр, от которого зависят ее свойства.

Удельным весом называется вес жидкости, заключенной в единице V (объема).

Для измерения введена специальная единица — Н/м³.

Нахождение его значения производится по формуле:

(gamma=Gdiv V)

Где G — вес жидкости, V — объем.

Между удельным весом и плотностью жидкой среды существует прямая зависимость. Формула для определения удельного веса содержит равенство:

(gamma=gtimesrho)

Отличием удельного веса от плотности является тот факт, что он зависит от места проведения измерений, в т.ч. от высоты над уровнем моря и географической широты. 

Найди верный ответ на вопрос ✅ «Как найти плотность из формулы давления жидкости? …» по предмету 📙 Физика, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.

Искать другие ответы

Подробности

Обновлено 20.01.2019 00:29

Просмотров: 584

1. Вывод формулы для расчета давления жидкости на дно сосуда

2. От каких величин и как зависит давление жидкости на дно сосуда?

Давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть