Парциальное давление газа - давление, которое создал бы каждый из газов смеси, если остальные газы удалить из объема, занимаемого смесью. Давление смеси газов определяется законом Дальтона.

Паскаль (Па) - единица давления в СИ. 1 Паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 кв.м., расположенной перпендикулярно силе.

Первое начало термодинамики – представляет собой закон сохранения энергии для термодинамической системы, согласно которому термодинамическая система может совершать работу только за счет своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя 1-го рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника. Согласно первому началу термодинамики, теплота Q, сообщенная термодинамической системе, идет на изменение внутренней энергии системы U и на работу A, совершаемую системой против внешних сил: Q = U₂ – U₁ + A. При бесконечно малом изменении состояния системы где – бесконечно малое количество теплоты, сообщённое системе, – изменение её внутренней энергии, – работа, совершаемая системой против внешних сил.

Перегретая жидкость - жидкость, имеющая температуру выше температуры кипения при данном давлении. Перегретая жидкость может быть получена нагреванием в отсутствие в ней центров кипения. Такое состояние жидкости неустойчиво.

Переохлажденная жидкость - жидкость, имеющая температуру ниже температуры кристаллизации при данном давлении. Переохлажденная жидкость может быть получена охлаждением в отсутствие центров кристаллизации. Состояние переохлаждения жидкости неустойчиво.

Плавание тел – состояние равновесия твёрдого тела, частично или полностью погружённого в жидкость или газ. Условия плавания тел указывает закон Архимеда.

Плоскопараллельное (плоское) течение - движение жидкости или газа параллельно какой-либо плоскости, при котором во всех точках, находящихся на одном перпендикуляре к этой плоскости, скорости частиц, давление и другие характеристики потока одинаковы. Все величины, характеризующие течение, не зависят от координаты, перпендикулярной к плоскости движения. Например, обтекание крыла бесконечно большого размаха потоком, перпендикулярным размаху.

Плотность – величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объёма. Плотность неоднородного вещества в определённой точке – предел отношения массы тела к его объёму , когда объём стягивается к этой точке. Средняя плотность неоднородного тела также равна отношению

Поверхностная энергия – избыток энергии (по сравнению с объёмными фазами) поверхностного слоя между соприкасающимися фазами, приходящийся на единицу площади разделяющей поверхности. Причиной является работа, свершаемая молекулой при переходе из объёма фазы в поверхностный слой.

Поверхностное натяжение – механическая и термодинамическая характеристика межфазной поверхности, определяемая межмолекулярными взаимодействиями и структурой поверхностного слоя. Термодинамически поверхностное натяжение жидкости определяется как работа изотермического обратимого образования единицы площади новой поверхности жидкости (удельная свободная поверхностная энергия). Измеряется в Дж/м².

Поверхностные силы – силы, приложенные к поверхности тела, например силы вязкости, силы давления, аэродинамического сопротивления.

Пограничный слой – область течения вязкой жидкости (газа) с малой поперечной толщиной, образующаяся у поверхности обтекаемого твердого тела или стен канала, по которому течет жидкость, характеризующаяся резким изменением в поперечном направлении скорости (динамический пограничный слой) или температуры (температурный пограничный слой). Возникновение пограничного слоя связано с явлениями переноса в жидкости количества движения, энергии и массы, характеризуемых коэффициентами вязкости, теплопроводности и диффузии. Режим течения в динамическом пограничном слое зависит от числа Рейнольдса Re и может быть ламинарным и турбулентным. За толщину пограничного слоя δ принимают расстояние от поверхности тела до места, где скорость в пограничном слое можно считать практически равной скорости во внешнем потоке. Толщина динамического пограничного слоя главным образом зависит от числа Рейнольдса, причем при ламинарном режиме течения δ ~ ∙Re ^{– 0,5} , а при турбулентном – δ ~ ∙ Re ^{– 0,2}, где - характерный размер тела. Приближение скорости в пограничном слое к скорости внешнего потока носит асимптотический характер, поэтому определяемая толщинаδ будет зависеть от той точности, которая назначается для равенства скорости пограничного слоя и скорости внешнего потока на их общей границе. Поэтому в современной теории пограничного слоя используют интегральные характеристики пограничного слоя: толщина вытеснения δ ^* и толщина потери им-

пульса δ ^**, которые косвенным образом характеризуют поперечный размер пограничного слоя, но определяются более точно, чем толщина слоя δ. Между толщинами пограничного слоя имеет место соотношение δ > δ ^* > δ ^**. – (См. Толщина вытеснения, Толщина потери импульса).

Подъемная сила – составляющая полной аэродинамической силы (силы давления) жидкой или газообразной среды на движущееся в ней твердое тело, направленная перпендикулярно скорости тела. Возникает вследствие несимметрии обтекания тела. В общем случае подъемная сила зависит от формы тела, его ориентации в среде и чисел Рейнольдса Re и Маха M. Для крылового профиля, обтекаемого плоскопараллельным потоком идеальной несжимаемой жидкости, величина подъемной силы определяется по теореме Жуковского: , где — подъёмная сила; —плотность жидкости; —скорость потока жидкости на бесконечности; —циркуляция скорости; — длина отрезка крыла. Подъемную силу можно выразить равенством, где– величина характерной для тела площади (площадь крыла в плане); - безразмерный коэффициент – коэффициент подъемной силы, значение которого определяется теоретически или экспериментально.

Политропический (политропный) процесс – обратимый термодинамический процесс, в котором теплоёмкость газа постоянна. Линия, изображающая политропический процесс на термодинамической диаграмме, называется политропой. Уравнения для политропы идеального газа имеют вид: или , где – давление, – температура, – объём, – показатель политропы, – теплоёмкость при политропном процессе, – теплоёмкость при постоянном давлении, – теплоёмкость при постоянном давлении. При адиабатическом процессе ; при изотермическом процессе ; при изохорном процессе ; при изобарном процессе

Постулат Чаплыгина-Жуковского – положение, согласно которому при безотрывном обтекании профиля крыла потоком идеальной жидкости или газа точкой плавного схода струй с его контура является заостренная хвостовая точка профиля. Если бы при безотрывном обтекании профиля идеальной жидкостью струи сходили с его контура не в хвостовой точке, а в какой-либо другой, то в заостренной хвостовой точке скорость была бы бесконечно большой, что физически невозможно. Постулат является условием того, чтобы при обтекании профиля с одной острой кромкой скорость во всех точках была конечной.

Постулат Чаплыгина-Жуковского применяется для вычисления циркуляции вектора скорости , входящей в формулу Жуковского для определения подъемной силы крыла. Истинной должна быть та циркуляция, при которой скорость в точке заострения обтекаемого тела имеет конечное значение. Для нахождения циркуляции используется метод конформных отображений.

Потенциальное (безвихревое) течение – течение жидкости, при котором каждый малый объем деформируется и перемещается поступательно, но не имеет вращения вокруг мгновенных осей, проходящих через его центр инерции. Изучение потенциального течения существенно упрощается тем, что сводится к отысканию одной скалярной функции координат и времени , называемой потенциалом скорости (потенциальной функцией):При потенциальном течении проекции скоростичастицы жидкости на оси координат представляются в виде частных производных от потенциала скорости:

Необходимыми и достаточными условиями потенциальности течения являются равенства

Это означает, что, в случае потенциального течения в какой-либо области, выполняется условие

Для неустановившегося потенциального течения идеальной жидкости дифференциальные уравнения движения приводятся к интегралу Лагранжа (Лагранжа-Коши)

P (*)

где Ф – потенциал объемных (массовых) сил, – давление,P – функция давления, – одинаковая для всей области течения произвольная функция времени, определяемая из граничных условий.

Для установившегося движения соотношение (*) принимает вид

P (**)

где – постоянная для всей области потенциального течения сжимаемой жидкости. Таким образом, для изучения потенциального течения достаточно определить потенциал скорости с помощью уравнения неразрывности, соотношения (**) и уравнения физического состояния.

Для несжимаемой жидкости уравнение неразрывности имеет вид

Поэтому нахождение потенциала скорости сводится к решению уравнения Лапласа

с учетом граничных условий на твердых стенках и на свободной поверхности (условий безотрывности обтекания твердых стенок и условия постоянства давления на свободной поверхности – задача Неймана).

Для плоскопараллельного потенциального течения уравнение неразрывности позволяет ввести функцию тока так, что

Нахождение функции тока также сводится к решению уравнения Лапласа с учетом соответствующих граничных условий (задача Дирихле).

Для плоскопараллельного потенциального течения несжимаемой жидкости потенциал скорости в комбинации с функцией тока составляют комплексный потенциал являющийся функцией от комплексного переменного

Потенциалы термодинамические – функции определённого набора термодинамических параметров (температуры , объёма , давления энтропии и др.), характеризующих состояние макроскопической термодинамической системы, позволяющие найти все термодинамические характеристики системы как функции этих параметров. К потенциалам термодинамическим относятся внутренняя энергия (изохорно-изоэнтропийный потенциал), энтальпия (изобарно-изоэнтропийный потенциал), Гельмгольца энергия (изохорно-изотермический потенциал), Гиббса энергия (изобарно-изотермический потенциал). Все термодинамические потенциалы связаны между собой соотношениями: Зная термодинамические потенциалы как функции указанных параметров, по любому из них с помощью дифференцирования по его параметрам можно найти все остальные параметры, характеризующие систему:

;

Поток жидкости - движение массы жидкости, ограниченной системой поверхностей твердых тел и/или поверхностей соприкосновения жидких и газообразных тел.

Приведенная скорость (скоростной коэффициент, коэффициент скорости)- отношение скорости потока в данной точке ккритической скорости :. Приведенная скорость связана счислом Маха иотносительной скоростью соотношениями

где – показатель адиабаты.

Присоединенная масса – фиктивная масса, которая присоединяется к массе движущегося в жидкости тела для количественной характеристики инерции окружающей его жидкой среды, для учета воздействия среды на это тело. При неустановившемся поступательном движении тела в идеальной жидкости возникает сопротивление жидкости, пропорциональное ускорению движения тела и обусловленное увлечением среды, окружающей тело; коэффициент пропорциональности и представляет собой присоединенную массу. Если присоединить к телу, движущемуся в жидкости дополнительную (присоединенную) массу, равную массе жидкости, увлекаемой телом, то закон его движения в жидкости будет таким же, как в пустоте. Значение присоединенной массы зависит от формы тела, направления движения и плотности среды.

Присоединенный вихрь – условный вихрь, неподвижно связанный с телом (крылом), обтекаемым безвихревым потоком идеальной жидкости или газа. Он заменяет по величине циркуляции скорости ту действительную завихренность, которая образуется в пограничном слое вследствие вязкости. Интенсивность присоединенного вихря (циркуляция вектора скорости по контуру, охватывающему крыловой профиль) определяется на основе постулата Чаплыгина-Жуковского.

Пуазейля закон – закон установившегося течения вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубке круглого сечения, согласно которому секундный объёмный расход жидкости пропорционален перепаду давленияна единицу длины трубки: , где – диаметр трубки,– перепад давления между двумя сечениями трубки,– расстояние между этими сечениями,– коэффициент динамической вязкости. Применим только при ламинарном течении жидкости при условии, что длина трубки превышает длину начального участка, необходимого для развития ламинарного течения в трубке (см.Ламинарное течение в круглых трубах, Формула Пуазейля).

Пуазейля течение – ламинарное течение жидкости через тонкие цилиндрические трубки (см. Пуазейля закон).

Р

Работа при изменении объема газа - работа, совершаемая газом при расширении или сжатии против сил внешнего давления. Если газ расширяется, то он совершает положительную работу. Если газ сжимается, то он совершает отрицательную работу. Элементарная работа при расширении газа где– давление,– изменение объёма газа. При расширении газа от объёмадо объёмаработа газа равнаРезультат интегрирования эависит от характера процесса расширения. При изобарном процессе работа газа при расширении от объёма доравна

При изотермическом процессе работа газа

где – масса газа,– газовая постоянная,– температура,и– начальное и конечное давление газа.

При адиабатическом расширении работа газа может быть определена по одной из следующих формул:

;

,

где – удельная теплоёмкость газа при постоянном объёме,– показатель адиабаты,и- температура газа в начале и конце расширения.

Равновесие термодинамическое – состояние термодинамической системы, в которое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. При термодинамическом равновесии в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с диссипацией энергии: теплопроводность, диффузия и др. Одно из условий термодинамического равновесия системы – равновесие механическое. В отсутствие внешних полей и вращения системы условием её механического равновесия является постоянство давления во всём объёме системы. В состоянии термодинамического равновесия параметры системы не меняются со временем. В состоянии термодинамического равновесия энтропия системы максимальна.

Равновесный процесс – процесс перехода термодинамической системы из одного равновесного состояния в другое, столь медленный, что все промежуточные состояния можно рассматривать как равновесные, т.е. характеризующиеся очень медленным (в пределе - бесконечно медленным) изменением термодинамических параметров состояния. Всякий равновесный процесс является обратимым процессом (см.) и, наоборот, любой обратимый процесс является равновесным.

Равнораспределения энергии по степеням свободы закон – утверждение, согласно которому в классической равновесной статистической системе средняя кинетическая энергия, приходящаяся на каждую поступательную (трансляционную), вращательную и колебательную степени свободы, а также потенциальная энергия, приходящаяся на каждое гармоническое колебание в системе, равны где – постоянная Больцмана, – температура. Таким образом, на каждую колебательную степень свободы приходится энергия в 2 раза больше, чем на каждую поступательную и вращательную.

Расход объёмный (м³/с) через поперечное сечение потока жидкости площадью представляет собой поток вектора скоростичерез это сечение и определяется уравнениемгде– проекция вектора скорости на нормаль к элементарной площадке

Расход массовый (кг/с) через конечное сечение площадью определяется формулойгде– плотность жидкости.

Уравнение расхода для газа можно записать, используя газодинамическую функцию -приведенную плотность тока (см.):

,

где – полное давление (давление торможения),температура торможения,– газовая постоянная,– показатель адиабаты. Обозначим постоянные, зависящие от рода газа, через

Тогда

Уравнение расхода газа можно выразить через газодинамическую функцию - приведенный статический импульс (см.):

где – давление.