Fluidi: gas e liquidi Cambiamenti di stato

Presentazione sul tema: "Fluidi: gas e liquidi Cambiamenti di stato"— Transcript della presentazione:

1 Fluidi: gas e liquidi Cambiamenti di stato solido  liquido: transizione ordine - disordine, senza cambiamento sostanziale della distanza media tra le molecole. liquido  gas: transizione da sistema legato a sistema libero.

2 Statica dei fluidi Per ogni volumetto del fluido deve essere: Le forze che agiscono su un volumetto di fluido sono: forze di volume (forza peso mg = Vg, forza elettrica se le particelle sono ioni immersi in un campo elettrico esterno) forze di superficie, che agiscono sulla superficie del volumetto di fluido considerato e sono dovute all’interazione con il fluido circostante.

3 Definizione di pressione
[ML-1T-2] dove F è il modulo della forza che agisce perpendicolarmente all’elemento di superficie considerato e S è l’area della superficie. Allora su un elemento di superficie di area S agisce una forza di superficie: F = pS La pressione in un punto non dipende dall’orientamento dell’elemento di superficie e le forze di superficie sono sempre perpendicolari alla superficie comunque essa sia orientata.

4 Legge di Stevino (effetto della gravità)
y y1 S F1 F4 F3 FP y2 -p1S + p2S - gS(y1 -y2) = 0 F2 p2-p1= g(y1 -y2) = gh p2 - p1 = gh pressione idrostatica p0 Se y1 è sulla superficie libera di un liquido, y2 è alla profondità h e sulla superficie libera è presente la pressione p0 si ha: h A pA = p0 + gh Fattore di conversione atmosfere - pascal 1 atm = Pa

5 h p0 FP S p = p0 + FP/S pressione idrostatica: pidr. = gh Una colonna di acqua esercita sulla base una pressione pari a una atmosfera se:

6 Liquidi non miscibili di densità diversa
All’equilibrio in C: p0 A p0 B hB p0 + AghA = p0 + B ghB hA C AhA = BhB A > B le altezze raggiunte nei due rami sono inversamente proporzionali alle densità dei due liquidi.

7 Spinta di Archimede Per l’equilibrio della porzione di fluido disegnata (densità f ) è necessario che alla forza peso faccia equilibrio la risultante delle forze di superficie con direzione e modulo della forza peso e verso opposto: FS P Sostituiamo alla porzione di fluido considerata un corpo C di densità C; la risultante delle forze di superficie rimane immutata e il modulo della risultante delle forze sul corpo C è: La spinta di Archimede fVg è uguale al peso del liquido spostato. 1) L’esempio in figura mostra una situazione di equili-brio, con corpo C completamente sommerso. Quindi: FS C P

8 2) con corpo C tutto sommerso: FS risultante verso l’alto C P All’equilibrio C galleggia FS C P

9 3) FS risultante verso il basso C P Il corpo C affonda con accelerazione: FS N C P e all’equilibrio, sul fondo: