第11章流体的性质.ppt

例題11-3 重1.00 kg的純金王冠，在水中所秤得的視重是 多少？如果同樣重量的王冠是由80 ％的金和 20 ％的銅所製成，則在水中的視重變為多少？ （金的密度為19.3 g/cm3，銅為8.96 g/cm3，水為 1.00 g/cm3。） 例題11-4 如圖所示，一重量為W1，密度為D的金屬塊，以細繩懸掛使沉入水中（設水的密度為r ）。容器本身和其內裝的水的重量合計為W2。試問容器下方的檯秤所秤出的重量讀數為何？若鬆開繩子，使金屬塊完全沉在容器底面，則檯秤的讀數又為何？ 例題11-5 如圖所示，一具有圓形平底的圓柱形開口容器， 其面積為100 cm2，倒置在一橡皮墊上。若設法 將容器內的空氣完全抽掉，則由於大氣壓力p的 作用，下壓在該容器上的力有多大？ 例題11-6 如圖所示，一半徑為R的半球形開口容器， 倒置在一橡皮墊上。若設法將容器內的空氣 完全抽掉，則由於大氣壓力的作用，下壓在 該容器上的力有多大？ 例題11-7 在0 oC，一大氣壓下的空氣密度r = 1.29 kg/m3， 氦氣的密度 rHe = 0.179 kg/m3。今將一氣球 充滿氦氣，若氣球蒙皮和負載重物的重量共達 100公斤重，則欲使該氣球浮在空中，氣球的 體積必須至少多大？ 例題11-8 已知一滴管滴下50滴液體的總質量為1.57 g，滴管 的管口內徑為1.40 mm，試求此液體的表面張力。 例題11-9 一毛細管的內徑為0.10 mm鉛直地浸入裝水的 玻璃杯中，則管內的水柱高度可上升多高？ 例題11-10 如圖所示，從水龍頭平順流出的水柱，其截面積隨落下的高度而減小。已知Ao = 1.0 cm2，A ＝ 0.25 cm2，h ＝ 6.0 cm，水的表面張力效應可忽略，求水龍頭的流量速率為何？ 第11章 流體的性質 11-2 液體的浮力 11-3 大氣壓力及空氣的浮力 11-4 帕斯卡原理 11-5 液體表面張力與毛細現象 11-6 白努利方程式 11-1 靜止液體的壓力 11-1 靜止液體的壓力 (1/3) 壓力 (1)定義: 物體在單位面積所受的正向力 ? 平均壓力 P = F? A lim A?0 ? 某點壓力P = F? A N/m2，稱為帕（Pa ) (2)SI單位： ? 1 N/m2 = 1 Pa 11-1 靜止液體的壓力 (2/3) 靜止液體的壓力 (1)量值: p=po+h r g h1 h2 po [問題]：右圖中，物體上下兩端的壓力差為何？ [註]：若壓力的單位採用重力單位，則式子改成 p=po+hr 11-1 靜止液體的壓力 (3/3) 靜止液體的壓力 (3)在靜止液體的內部，同一水平面上各點的壓力皆相等。 (2)靜止液體內部的任一點，在各方向所受的壓力皆相等。 例題11-1 例題11-2 11-2 液體的浮力 (1/3) 浮力原理 (阿基米德原理) [問題1]：物體上下兩端壓力的各是 多少？ [問題2]：若物體截面積為A，則物體 所受壓力的總力合是多少？ ? 浮力原理 B = DP? A = V r g ? 物體所受的浮力，等於其所排開的液體重量 11-2 液體的浮力 (2/3) 浮力的操作型定義 ? B = W - W ’ W：物體在空氣中所秤得的重量 W ’：物體在液體中所秤得的重量 (視重) W - W ’ = B =V’ r g 浮力的操作型定義 阿基米德原理 11-2 液體的浮力 (3/3) 討論 (公式修正) W - W ’ = B =V’ r g 1.沉體 (D＞r) ? W - W ’ = B = V r g 物體在液體中的體積V’ =全部體積V 2.浮體 (D＜r) ? W = B = V’ r g 物體在液體中的重量W’ = 0 例題11-3 例題11-4 11-3 大氣壓力及空氣的浮力 (1/6) 大氣壓力的成因 大氣壓力是由於空氣的重量而產生 [問題]：根據壓力定義 ，我們是否可以利用定義 測量大氣壓力？為什麼？ F A P = 11-3 大氣壓力及空氣的浮力 (2/6) 大氣壓力和海拔高度的關係曲線 11-3 大氣壓力及空氣的浮力 (3/6) 大氣壓力的測量 (托里切利實驗) 原理：對於靜止液體而言，同一水平面上 各點壓力均相等。 11-3 大氣壓力及空氣的浮力 (4/6) 氣壓的單位 1atm = 76 cm-Hg = 1.013×105 Pa (帕) = 760 mm-Hg = 1033.6 gw/cm2 = 1013 hPa (百帕) 例題11-5 例題11-6 大氣壓力的測量儀器 11-3 大氣壓力及空氣的浮力 (5/6