een belangrijke eigenschap van een gas is zijn druk. We hebben enige ervaring met gasdruk die we niet hebben met eigenschappen zoals viscositeit en samendrukbaarheid. Elke dag horen we de tv-meteoroloog givevalue van de barometrische druk van de theatromosfeer(29,8 centimeter kwik, bijvoorbeeld). De meesten van ons hebben een ballon opgeblazen of een pomp gebruikt om een fietsband of een basketbal op te blazen.

omdat het begrijpen van wat druk is en hoe het werkt fundamenteel is voor het begrijpen van aerodynamica, nemen we verschillende dia ‘ s over gasdruk op in de Beginnershandleiding. Een interactive atmosfeersimulator stelt u in staat om te bestuderen hoe statische luchtdruk verandert met hoogte. Het foliesim-programma laat zien hoe de druk rond een hefvleugel varieert, en het engineersim-programma laat zien hoe de druk verandert via een turbinemotor.Een andere simulator helpt u te bestuderen hoe druk verandert acrossschok golven die optreden bij hoge snelheden.Er zijn twee manieren om naar druk te kijken: (1) de kleinschalige werking van individuele luchtmoleculen of (2) de grootschalige werking van een groot aantal moleculen.

moleculaire definitie van druk

vanuit de kinetische theorie van gassen is een gas samengesteld uit een groot aantal moleculen die zeer klein zijn ten opzichte van de afstand tussen moleculen. De moleculen van Agas zijn constant, willekeurig en botsen vaak met elkaar en met de wanden van elke container. De moleculen bezitten de fysische eigenschappen van massa, momentum en energie.Het momentum van een enkel molecuul is hetproduct van zijn massa en snelheid, terwijl de kinetische energie de helft van de massa maal het kwadraat van is velocity.As de gasmoleculen botsen met de wanden vaneen container, zoals aangegeven aan de linkerkant van de figuur, geven de moleculen momentum aan de wanden, waardoor een kracht loodrecht op de wand wordt geproduceerd.De som van de krachten van alle moleculen die de wand raken gedeeld door het oppervlak van de muur wordt gedefinieerd als de druk. De druk van een gas is dan een maat voor het gemiddelde lineaire momentum van de bewegende moleculen van een gas.De druk werkt loodrecht (normaal)op de wand; de tangentiële (afschuif) component van de kracht is gerelateerd aan de viscositeit van het gas.

scalaire hoeveelheid

laten we eens kijken naar een statisch gas; een gas dat niet lijkt te bewegen of te stromen.Terwijl het gas als geheel niet lijkt te bewegen, zijn de afzonderlijke moleculen van het gas, die we niet kunnen zien, constant in beweging. Omdat we te maken hebben met een bijna oneindig aantal moleculen omdat de beweging van het individuele molecuul willekeurig is in elke richting, detecteren we geen beweging. Als we het gas in een container sluiten, detecteren we een druk in hetgas van de moleculen die botsen met de wanden van onze container. We kunnen de wanden van onze container overal in het gas plaatsen, en de kracht per gebied (de druk) is hetzelfde.We kunnen de grootte van onze “container” verkleinen tot een oneindig klein punt, en de druk heeft een enkele waarde op dat punt. Daarom is de druk ascalarquantity, niet avector hoeveelheid. Het heeft een magnitude, maar geen richting geassocieerd methet. Druk werkt in alle richtingen op een punt in een gas. Op het oppervlak van een gas werkt de drukkracht loodrecht op het oppervlak.

als het gas als geheel beweegt, is de gemeten druk verschillend in de richting van de beweging. De geordende beweging van het gasproducteert een geordend onderdeel van het momentum in de richting van de beweging.We associëren een extra drukcomponent, genaamd dynamische druk, met dit vloeibare momentum.De in de bewegingsrichting gemeten druk wordt de totale druk genoemd en is gelijk aan de som van de statische en dynamische druk zoals beschreven in de vergelijking van Bernoulli.

macroschaal definitie van druk

bij de grotere schaal is de druk variabel van een gas, zoals de temperatuur en de dichtheid.De verandering in druk tijdens elk proces wordt bepaald door de wetten dermodynamica.U kunt de effecten van druk op andere gasvariabele onderzoeken in het geanimeerde gaslaboratorium.Hoewel de druk zelf een scalair is, kunnen we een druk definiëren die gelijk is aan de druk (kracht/oppervlakte) maal het oppervlak in een richting loodrecht op het oppervlak.De drukkracht is een vectorgrootheid.

drukkrachten hebben enkele unieke kwaliteiten in vergelijking met gravitatieal of mechanische forces.In de figuur hierboven aan de rechterkant, we hebben een rood gasdat is opgesloten in een doos. Op de bovenkant van de doos wordt een mechanische kracht uitgeoefend. De drukkracht in de doos verzet zich tegen de toegepaste kracht volgens Newton ‘ s derde wet van beweging.De scalaire druk is gelijk aan de externe kracht gedeeld door het oppervlak van de bovenkant van de doos. In het gas werkt de druk in alle richtingen. Dus de druk drukt op de bodem van de doos en op de Sides. Dit is anders dan eenvoudige vaste mechanica. Als het gas een vaste stof zou zijn, zouden er geen krachten worden uitgeoefend op de zijkanten van de doos; de uitgeoefende kracht zou eenvoudig worden overgebracht naar de bodem. Maar in een gas, omdat de moleculen vrij kunnen bewegen en met elkaar botsen, veroorzaakt een kracht die in de verticale richting wordt uitgeoefend krachten in de horizontale richting.

activiteiten:
Rondleidingen

• Standaard-Atmosfeer Model:
• Gas Statica:
• Pitot-Statische Buis:

Navigatie ..

Beginner’s Guide Home Page