Mekanika e fluideve

Lënda gjendet në një nga tre format : e ngurtë , e lëngët , e gaztë .Dihet se trupat e ngurtë kanë formë dhe vëllim të caktuar .Dihet gjithashtu se lëngjet kanë vëllim por jo formë të caktuar , kurse gazet nuk kanë as vëllim dhe as formë të caktuar. Një lëndë mund të jetë në gjendje të ngurtë , të lëngët , ose të gaztë në varësi të shtypjes dhe temperaturës. Një fluid është bashkësia e molekulave të cilat kryejnë lëvizje të crregullt dhe qëndrojnë së bashku nëpërmjet forcave të dobëta kohezive (të lidhjes) ndërmjet molekulave dhe forcave të ushtruara nga paretet e enës.Lëngjet dhe gazet janë fluide.

Dinamika e fluideve

Dinamika e fluideve përshkruan lëvizjen e një fluidi , në lidhje me shkaqet që e përcaktojnë atë . Për të gjetur ekuacionin e lëvizjes së fluideve në vend që të studiojmë lëvizjen e cdo pike të fluidit në funksion të kohës do të tregojmë se si ndryshojnë me kalimin e kohës shpejtësitë ,në cdo pikë të hapësirës, e pikave të rrjedhësit që kalojnë në të .

Karakteristikat e rjedhjes

Kur fluidi është në lëvizje , rrjedhja e tij është e qendrueshme ose turbulente . Thuhet se rrjedhja është e qendrueshme nëse cdo pikë e rrjedhësit përshkruan një trajektore të tillë që të mos takohet me asnjë trajektore të cdo pike tjetër të rrjëdhësit .Në rrjedhjen e qendrueshme shpejtësia e rrjedhësit në cdo pikë mbetet konstante me kohën .Në rast të kundërt rrjedhja quhet turbulente (jo e qendrueshme ) . Meqë lëvizja e fluideve realë është mjaft e ndërlikuar , do të përdorim modelin e thjeshtuar të fluidit i mbështetur në kater supozime :

Fluid joviskoz. Viskoziteti , i cili karakterizon shkallën e fërkimit të brendshëm në fluid, nuk përfillet .
Fluid i pangjeshshëm. Densiteti i fluidit konsiderohet konstant , i pavarur nga shtypja e tij .
Rrjedhja e qendrueshme .Shpejtësia e cdo pike të fluidit mbetet konstante me kohën
Rrjedhja jorrotulluese.Rrjedhja e fluidit është jorrotulluese nëse fluidi nuk ka moment këndor në lidhje me ndonjë pikë .

Dy supozimet e para në modelin tonë janë karakteristikat e fluidit ideal .Dy të fundit janë përshkrimi i mënyrës së rrjedhjes së fluidit.

Tensioni sipërfaqësor

Molekulat në sipërfaqen e një lëngu shfaqin veti të ndryshme nga molekulat në brendësi.Forca rezultante që vepron mbi një molekulë në brendësi të lëngut nga molekulat e tjera të ndodhura në sferën e bashkëveprimit molekular është e barabartë me zero. Ndërsa forca rezultante e ushtruar mbi molekulat sipërfaqësore , nga ana e molekulave që ndodhen në një shtresë me trashësi sa rrezja e veprimit molekular , është e drejtuar për në brendësi të lëngut . Këto forca quhen forca të tensionit sipërfaqësor . Kjo forcë është aq më e madhe sa më afër të jetë molekula me sipërfaqen e lëngut. Pra ,shtresa sipërfaqësore synon ta ngjeshë lëngun duke krijuar kështu një gjendje tensioni në sipërfaqen e tij ;duke bërë që kjo sipërfaqe të silet si një membranë elastike që kërkon të mblidhet (sipërfaqja të zvogëlohet sa të jetë e mundur). Dukuritë sipërfaqësore janë të lidhura me forcat e tensionit sipërfaqësor .Janë këto forca që bëjnë që sipërfaqja e lirë e lëngut të mos jetë plane por e lugët ose e mysët , në varësi të faktit nëse lëngu e lag apo jo enën. Forcat e tensionit sipërfaqësor zvogëlohen me rritjen e temperaturës .Ato varen dhe nga lëndët e tretura në lëng .P.sh flluskat në ujin me sapun, ku tensioni sipërfaqësor është më i vogël se në ujin e pastër,kanë përmasa më të mëdha se në ujin e pastër (ku përmasat e flluskave janë thuajse të padukshme ) Në kontakt me gazet lëngjet zvogëlojnë sipërfaqen e lirë .Në kontakt me trupat e ngurtë mund të rritet apo zvogëlohet kjo sipërfaqje , kur rritet thuhet se lëngu e lag trupin e ngurtë , kur zvogëlohet thuhet se kemi moslagie. Forcat e tensionit sipërfaqësor bëhen të dukshme në dukurinë e kapilaritetit . Gypat me diametër shumë të vogël quhen gypa kapilarë .Kur një gyp kapilar zhytet në një lëng që e lag atë , lëngu do të ngjitet lart në gyp dhe sipërfaqja e lirë e lëngut merr formën e një menisku të lugët . Kur gypi kapilar nuk laget nga lëngu , lëngu ulet dhe sipërfaqja e lirë e tij merr formën e një menisku të mysët .