实际流体沿管线流动过程中,有关流体机械能的正确说法是()
A 、流体压力能一定下降
B 、流体动能保持不变
C 、总位能保持不变
D 、总机械能下降
【正确答案：D】
）A．只要有力对物体做功，物体的机械能就改变B．在平衡力作用下运
A、力对物体做功，物体的机械能不一定改变，如给轮胎打气时，对打气筒做功，打气筒发热，即打气筒的内能增加，机械能不变，故A错误；
B、在平衡力作用下运动的木块，质量和速度均不变，因此动能保持不变；故B正确；
C、推出的铅球在下落过程中，质量不变，速度增加，高度减小，因此重力势能减小、动能增加，即增加的动能是由重力势能转化来的；故C正确；
D、物体通过的路程与所用时间的比值等于速度，物体的质量和速度不变，说明动能不变，机械能等于动能和势能之和，因此机械能可能增加，可能减小，也可能不变，故D错误．
故选BC．
第一章流体流动
一、压强
1、单位之间的换算关系：
2、压力的表示
（1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压），是流体的真实压强。
（2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。
表压=绝压-大气压
（3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少
真空度=大气压-绝压
3、流体静力学方程式
二、牛顿粘性定律
τ为剪应力；为速度梯度；为流体的粘度；
粘度是流体的运动属性，单位为Pa·s；物理单位制单位为g/(cm·s)，称为P（泊），其百分之一为厘泊cp
液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。
三、连续性方程
若无质量积累，通过截面1的质量流量与通过截面2的质量流量相等。
对不可压缩流体
即体积流量为常数。
四、柏努利方程式
单位质量流体的柏努利方程式：
称为流体的机械能
单位重量流体的能量衡算方程：
：位压头（位头）；：动压头（速度头） ；：静压头（压力头）
有效功率：
轴功率：
五、流动类型
雷诺数：
是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。
（1）层流：
：层流（滞流），流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。圆管内层流时的速度分布方程：
层流时速度分布侧型为抛物线型
伯努利方程
设在右图的细管中有理想流体在做定常流动,且流动方向从左向右,我们在管的a1处和a2处用横截面截出一段流体,即a1处和a2处之间的流体,作为研究对象.设a1处的横截面积为S1,流速为V1,高度为h1a2处的横截面积为S2,流速为V2,高度为h2.
思考下列问题:
①a1处左边的流体对研究对象的压力F1的大小及方向如何
②a2处右边的液体对研究对象的压力F2的大小及方向如何
③设经过一段时间Δt后(Δt很小),这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离分别为ΔL1和ΔL2,则左端流入的流体体积和右端流出的液体体积各为多大 它们之间有什么关系 为什么
④求左右两端的力对所选研究对象做的功
⑤研究对象机械能是否发生变化 为什么
⑥液体在流动过程中,外力要对它做功,结合功能关系,外力所做的功与流体的机械能变化间有什么关系
如图所示,经过很短的时间Δt,这段流体的左端S1由a1移到b1,右端S2由a2移到b2,两端移动的距离为ΔL1和ΔL2,左端流入的流体体积为ΔV1=S1ΔL1,右端流出的体积为ΔV2=S2ΔL2.
因为理想流体是不可压缩的,所以有
ΔV1=ΔV2=ΔV
作用于左端的力F1=p1S2对流体做的功为
W1=F1ΔL1 =p1·S1ΔL1=p1ΔV
作用于右端的力F2=p2S2,它对流体做负功(因为右边对这段流体的作用力向左,而这段流体的位移向右),所做的功为
W2=-F2ΔL2=-p2S2ΔL2=-p2ΔV
两侧外力对所选研究液体所做的总功为
W=W1+W2=(p1-p2)ΔV
又因为我们研究的是理想流体的定常流动,流体的密度ρ和各点的流速V没有改变,所以研究对象(初态是a1到a2之间的流体,末态是b1到b2之间的流体)的动能和重力势能都没有改变.这样,机械能的改变就等于流出的那部分流体的机械能减去流入的那部分流体的机械能,即
E2-E1=ρ()ΔV+ρg(h2-h1)ΔV
又理想流体没有粘滞性,流体在流动中机械能不会转化为内能
∴W=E2-E1
(p1-p2)ΔV=ρ(-))ΔV+ρg(h2-h1)ΔV
整理后得:整理后得:
又a1和a2是在流体中任取的,所以上式可表述为
上述两式就是伯努利方程.
当流体水平流动时,或者高度的影响不显著时,伯努利方程可表达为
该式的含义是:在流体的流动中,压强跟流速有关,流速V大的地方压强p小,流速V小的地方压强p大.
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