Fiziğin akışkanlar dinamiği mevzu sunumu. Bernoulli tesiri, adhezyon ve kohezyon nedir açıklamaları ve örnek bir sual Akışkanların (sıvılar...
Fiziğin akışkanlar dinamiği mevzu sunumu. Bernoulli tesiri, adhezyon ve kohezyon nedir açıklamaları ve örnek bir sual
Akışkanların (sıvıların) bir kap içinde hareketleri, türlü iç sürtünmeler (viskosite) ve sıvının akmış olduğu kabın cidarlarıyla olan sürtünmeler sebebiyle oldukça karışıktır. Burada devamlı Laminer Akış (düzgün çizgiler süresince, dönmeden) denilen akan sıvılar için belli başlı kaide ve kanunlar belirtilecektir.
Bernoulli Tesiri: Sıkıştırılamaz sıvıların akışlarında akışkanın hızı kesiti büyük olan yerlerde ufak, kesiti ufak olan yerlerde büyüktür. Bundan dolayı akan sıvıların basıncı büyük kesitlerde (ufak hız) büyük, ufak kesitlerde (büyük hız) küçüktür.
Sıvıların Başka Özellikleri: Sıvılar, belirgin şekli olmayan, bulundukları kabın şeklini alan maddelerdir.
Sıvı molekülleri, belirgin bir hacim içinde bir birlerine nazaran serbestçe hareket ederler. Fakat moleküller arası çekme kuvvetleri ile bir arada dururlar. Bir sıvının molekülleri yalnız birbirlerine yapışmaz, bununla beraber başka maddelerin moleküllerine de yapışabilirler. Bu şartları suya batırılan bir kaşıkta gözleyebiliriz. Su damlacıkları suya sokulan kaşık üstüne yapışarak ince bir zar oluşturur.
* Aynı tür moleküllerin, birbirini çekmesine Kohezyon denir.
* Değişik tür moleküllerin birbirini çekmesine Adhezyon denir.
Bir kapta bulunan sıvı molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti, sıvı ile kabın molekülleri arasındaki adhezyon kuvvetinden büyük ise bu sıvı kabını ıslatmaz. Mesela civa benzer biçimde. Sıvının molekülleri arasındaki kohezyon sıvı ile kabın molekülleri arasındaki adhezyondan ufak ise sıvı kabını ıslatır. Mesela su
Kılcallık: Minik ölçekli borularda sıvıların yükselmesi ya da alçalmasına kılcallık denir. Kabını ıslatmayan sıvılar, kılcal boru içinde alçalır. (Adhezyon < kohezyon) Kabını ıslatan sıvılar, kılcal boru içinde yükselir. (Adhezyon > Kohezyon).
Yüzey Gerilimi: Bir su yüzeyi ince ve esnek bir zar ile örtülü imiş benzer biçimde davranır. Bu yüzey zarının oluşumu sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvvetidir. (Kohezyon) Sıvı içindeki bir molekül, (B) komşu moleküller tarafınca her doğrultuda eşit olarak çekilir. Fakat sıvı yüzeyinde bulunan bir molekül, aşağı doğru çekilmiş olduğu halde sıvı yüzeyinin üst tarafınca bulunan hava molekülleri tarafınca çok güçlü çekilmez. Bundan dolayı yüzeydeki bir molekül sıvının içersine doğru bir kuvvetle çekilir. Bu, sıvının yüzey gerilimidir.
Yüzey gerilimi sebebiyle her sıvı daima en ufak yüzeye haiz olmak ister. Hacmine nazaran en ufak yüzeye haiz olan geometrik biçim ise, küredir. Bundan dolayı yağmur damlaları küresel şekildedirler.
II- Debisi değişmeden akan bir sıvının kesit alanı küçüldükçe, akış hızı büyür.
III- Akan sıvılar da Archimedes (Arşimet) yasasına uyarlar.
Az açılmış bir musluktan şekildeki benzer biçimde karışmadan düzgün olarak akan suyun aşağıya doğru daralan bir sütun görünümünde olması, yüzey gerilimi haricinde yukarıdaki ükelerin hangileriyle açıklanabilir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III
Cevap: Az açılan musluktan akan su haiz olduğu çekim potansiyel enerjisi azalır. Potansiyel enerji değişimi, suya kinetik enerji olarak aktarılır. Kinetik enerjisi artan suyun akış hızı artar, Bernoulli etkisine nazaran, suyun akış hızının artması, kesit alanının küçülmesine niçin olur. Akan su, daralan bir sütun görünümü alır. Bu vaka yukarıdaki I ve II nolu ilkeler ile açıklanabilir. Doğru seçenek (C) şıkkıdır.
YORUMLAR