Ökar energi vid ökat tryck
Genom Le Chateliers princip kan vi förutse att koncentrationen av metanol kommer att ha ökat när systemet uppnår jämviktBernoullis ekvation
Bernoullis ekvation anger, inom fluidmekanik, för att till enstaka friktionsfri strömning sker enstaka ökning från hastigheten hos fluiden samtidigt tillsammans enstaka minskning från tryck alternativt enstaka minskning från vätskanspotentiella energi.[1][2] Bernoullis princip existerar uppkallad efter den schweiziske forskaren Daniel Bernoulli, vilket publicerade principen inom sin bok Hydrodynamica kalenderår [3]
Bernoulli härledde för att trycket minskade då flödeshastigheten ökar, fanns detta Leonhard Euler likt härledde Bernoullis ekvation inom dess vanliga struktur.
Principen existerar endast tillämplig till isentropiska flöden, då effekterna från irreversibla processer (som turbulens) samt icke-adiabatiska processer ( termisk strålning) existerar små samt kunna försummas.
Bernoullis princip kunna appliceras vid olika typer från vätskeflöden, vilket resulterar inom olika former från Bernoullis ekvation. Den enkla formen från Bernoullis ekvation existerar giltig till inkompressibla flöden ( dem flesta vätskeflöden samt gaser likt rör sig nära lågt Mach-tal).
Mer avancerade former är kapabel användas på grund av enstaka kompressibel strömning nära högre Mach-tal.
Bernoullis princip kunna härledas ifrån principen ifall energibevarande.
Här är tre sätt att öka trycket i en gasbehållaredetta innebär för att inom en jämnt flöde existerar summan från samtliga former från energi inom enstaka vätska densamma vid varenda punkter liksom existerar fria ifrån viskös krafter. Detta kräver för att summan från kinetisk energi, potentiell energi samt inre energi förblir konstant. Alltså sker ett ökning från vätskans hastighet - vilket innebär ett ökning från dess kinetiska energi - tillsammans enstaka samtidigt minskning inom dess potenziell energi samt inre energi.
ifall vätskan rinner ut ur enstaka kärl existerar summan från varenda energiformer densamma eftersom energin per volymenhet existerar densamma överallt inom ett kärl.
Bernoullis princip förmå även härledas direkt ifrån Isaac Newtons andra rörelselag. angående enstaka små volym vätska strömmar horisontellt ifrån en sektor tillsammans med högt tryck mot en sektor tillsammans med lågt tryck, existerar detta mer tryck på baksidan än framför.
Detta ger ett nettokraft vid volymen liksom accelererar längs strömlinjen.
Varför gäller då detta? Jo, att förändra trycket innebär ju att vi multiplicerar alla koncentrationer i reaktionen med någon konstantVätskepartiklar utsätts endast på grund av tryck samt sin personlig vikt. angående ett vätska strömmar horisontellt samt längs enstaka sektion från ett strömlinje var hastigheten ökar, är kapabel detta bara bero vid för att vätskan ifrån den sektionen äger flyttats ifrån en enhet tillsammans med högt tryck mot en zon tillsammans lågt tryck.
samt tvärtom, ifall hastigheten reducerar, kunna detta bara bero vid för att den äger flyttat ifrån en region tillsammans med lågt tryck mot en plats tillsammans högt tryck. Alltså, då enstaka vätska strömmar horisontellt, inträffar den högsta hastigheten var trycket existerar lägst, samt den lägsta hastigheten var trycket existerar högst.
Bernoullis ekvation existerar enstaka speciell tillämpning från lagarna till rörelse samt energi, principekvationen beskriver trycket liksom mäts nära vilken punkt liksom helst inom ett vätska, liksom förmå artikel enstaka gas alternativt ett vätska, mot densiteten samt hastigheten på grund av detta specificerade flödet. detta är kapabel förklaras tillsammans hjälp från för att föreställa sig ett partikel inom en cylindriskt rör.
ifall trycket vid båda sidor från röret existerar lika, kommer partikeln för att artikel stationär samt inom balans. Genom för att implementera den andra föreslagen kommer partikeln för att påskynda alternativt bromsa angående detta finns enstaka tryckskillnad ovan partikeln.
Partikelns hastighet kommer för att öka då den närmar sig en högtrycksområde samt minska då den närmar sig en lågtrycksområde. Denna princip kunna även ses inom begrepp från tryck. ifall enstaka vätska bromsas ner inom röret kommer trycket för att stiga.[4]
Bernoulli tänkte för att detta måste finnas något såsom tvingar vattnet för att rinna snabbare.
han ansåg för att vattnet ej ändrade sin volym då detta gick genom numeriskt värde olika rör, därför på grund av för att behålla identisk volym måste vattnet rinna snabbare. Genom för att ändra vid omkretsens vid en från rören upptäckte han för att då identisk volym strömmade genom en smalare rör därför måste hastighet vid vattnet öka.
Gasmolekylerna kommer att tvingas närmare varandra, vilket ökar kollisioner (kraft) och tryckdock trycket inom detta smalare röret fanns mindre medan trycket plats högre inom detta bredare röret. [5]
Inkompressibel strömningsekvation
[redigera | redigera wikitext]I dem flesta vätskor, samt gaser tillsammans med en lågt Mach-tal, kunna densiteten anses artikel konstant, oavsett tryckvariationer inom flödet.
Därför är kapabel vätskan anses existera inkompressibel. Bernoulli utförde samtliga sina experiment vid vätskor, således hans ekvation existerar endast giltig till inkompressibelt flöde.
Av två mol i vänsterled (en mol av vätgas och jod vardera) bildas 2 mol i högerled (2 mol vätejodid)Tryck samt hastighet inom ett stationär, inkompressibel samt friktionsfri strömning längs enstaka strömlinje förmå uttryckas i enlighet med nästa ekvation beneath förutsättning för att ingen värme tillförs fluiden alternativt mekaniskt jobb uträttas:
Enheten till termerna inom ekvationen existerar (m);
p = statiska trycket inom objekt (N/m²)
ρ = fluidens densitet inom objekt (kg/m3)
g = tyngdaccelerationen inom objekt (m/s2)
u = strömningshastigheten inom objekt (m/s)
z = höjden ovan en horisontalplan liksom angetts såsom referensplan inom grupp (m).
Ekvationen existerar känd vilket Bernoullis ekvation samt blev tagna fram från den schweiziske matematikern Daniel Bernoulli liksom publicerade ett från dem inledande böckerna angående strömmande fluider kalenderår Ekvationen ovan utvecklades dock en par kalenderår senare.
Betraktas enstaka strömningslinje mellan numeriskt värde punkter tillsammans med olika höjd ovan en horisontellt referensplan erhålls nära förlustfri strömning;
Med ekvationen är kapabel man besluta strömningshastigheten samt trycket inom varenda punkt längs enstaka strömningslinje.
angående även strömningsförlusterna mellan punkter 1 samt 2 inkluderas utvidgas ekvationen mot nästa uttryck:
Den näst sista termen hf existerar strömningsförlusterna likt uppstår vid bas från fluidens viskositet, uttryckt såsom ett höjdförlust inom meter. nära rörströmning tillkommer dessutom tilläggsförluster, ht.
Statiskt, dynamiskt tryck samt totalt tryck:
- Termen utgör fluidens statiska tryck (tryckpotential) inom höjdform.
- Termen utgör fluidens dynamiska tryck (hastighetspotential) inom höjdform.
Summan från dessa blir fluidens totala tryck alternativt ”stagnationstryck” (total potential).
Att öka trycket i en reaktion förbättrar sannolikheten för att reaktanter kommer att interagera med varandra, vilket ökar reaktionshastighetenPraktiska tillämpningar
[redigera | redigera wikitext]Bernoullis ekvation ligger mot bas till enstaka mängd tekniska tillämpningar inom strömningsmekaniken, från allt kalkyl från hur många energi liksom kunna utvinnas ur en vattenkraftverk tillsammans med ett viss nivåskillnad mellan vattennivå inom vattendammen samt turbinhjulets placering mot sålunda enkla applikationer såsom exempelvis Pitot-röret, uppkallat efter Henri Pitot vilket uppfann ett lätt teknik till för att mäta strömningshastigheten inom vattendrag Seine inom Paris.
Pitot-röret
[redigera | redigera wikitext]Höjden h, likt vätskepelaren inom en pitot-rör stiger ovan den fria ytan, existerar en formulering till fluidens totala tryck, eftersom hastigheten inom pitot-röret existerar noll.
Genom för att man mätte höjden h kunde strömningshastigheten inom vattendrag bestämmas.
Omvänt är kapabel pitotröret användas till för att besluta ett farkosts hastighet relativt ett stillastående fluid, på grund av en flyg inom luften alternativt på grund av ett båt inom vattnet, genom för att koppla ett tryckmätare mot röret:
Se även
[redigera | redigera wikitext]Referenser
[redigera | redigera wikitext]- Den denna plats artikeln existerar helt alternativt delvis baserad vid ämne ifrån talar engelska Wikipedia, Bernoulli's principle.