Câu trả lời đúng nhất: Chất lỏng lý tưởng là chất lỏng trong đó lực ma sát nhớt của phần bên trong chất lỏng có thể bỏ qua khi chuyển động tương đối với nhau. Đối với một chất lỏng lý tưởng, chúng ta sẽ biểu diễn đường đi của một phân tử chất lỏng bằng một đường chảy tiếp tuyến với nó tại mọi điểm có hướng trùng với vectơ vận tốc của chất lỏng tại điểm đó. Toàn bộ tập hợp các đường chảy đại diện cho toàn bộ thể tích chất lỏng được gọi là đường ống. Nếu ta cắt đồng thời ống dòng một mặt phẳng S vuông góc với các đường dòng chảy thì tại mọi điểm trên diện tích S này các vận tốc phân tử sẽ có cùng độ lớn.
Để hiểu rõ hơn về chất lỏng lý tưởng mời các bạn tham khảo nội dung dưới đây.
1. Chất lỏng là gì?
Chất lỏng là một trạng thái khá phổ biến của vật chất. Chất lỏng là chất lỏng gần như không thể nén được mà các phân tử của nó liên kết ít chặt chẽ hơn chất rắn và hình dạng của nó phụ thuộc vào vật chứa nó. Chất lỏng là một trong bốn trạng thái cơ bản của vật chất (rắn, lỏng, khí và plasma). Không giống như chất khí, chất lỏng không được phân tán đều trong bình chứa mà duy trì mật độ tương đối ổn định. Tính chất đặc biệt của chất lỏng là sức căng bề mặt, gây ra hiện tượng thấm ướt.
Hình dạng của chất lỏng được xác định bởi vật chứa nó, vì vậy có thể nói rằng các hạt chất lỏng (thường là phân tử) có thể di chuyển tự do trong khối chất lỏng, nhưng chúng không nhất thiết phải tạo thành một bề mặt rõ ràng. phải giống như vùng chứa. Không giống như chất khí, hình dạng của nó không hoàn toàn khớp với bình chứa.
Ở nhiệt độ dưới điểm sôi, chất lỏng sẽ bay hơi, trừ khi bình được đậy kín, cho đến khi nồng độ hơi của nó đạt đến áp suất riêng phần cân bằng ở trạng thái khí. Do đó, không có chất lỏng nào tồn tại trong chân không tuyệt đối.
Thể tích của chất lỏng được xác định bởi nhiệt độ và áp suất của nó. Trừ khi thể tích này hoàn toàn tỷ lệ thuận với thể tích của bình chứa, một hoặc nhiều bề mặt của nó nên được xem xét. Chất lỏng trong trường trọng lực, giống như tất cả các chất lỏng, gây áp lực lên các mặt của bình chứa cũng như các vật thể bên trong chúng. Áp lực này được truyền theo mọi hướng và tăng lên khi bạn đi sâu hơn.
>>> Tham khảo: Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào những yếu tố nào?
2. Thế nào là chất lỏng lý tưởng?
Một chất lỏng lý tưởng là một chất lỏng trong đó các lực ma sát nhớt bên trong chất lỏng có thể được bỏ qua khi chuyển động tương đối với nhau. Đối với một chất lỏng lý tưởng, chúng ta sẽ biểu diễn đường đi của một phân tử chất lỏng bằng một đường chảy tiếp tuyến với nó tại mọi điểm có hướng trùng với vectơ vận tốc của chất lỏng tại điểm đó. Toàn bộ tập hợp các đường chảy đại diện cho toàn bộ thể tích chất lỏng được gọi là đường ống. Nếu ta cắt đồng thời ống dòng một mặt phẳng S vuông góc với các đường dòng chảy thì tại mọi điểm trên diện tích S này các vận tốc phân tử sẽ có cùng độ lớn.
>>> Tham khảo: Cách tạo chất lỏng phi Newton
3. Phương trình chất lỏng lý tưởng
phương trình liên tục
Phương trình liên tục là định luật bảo toàn khối lượng cho chất lỏng. Đối với chất lỏng không nén được, khi xem xét một thể tích tham chiếu, dòng chảy vào của chất lỏng phải bằng dòng chảy ra của thể tích đó. Nghĩa là, trong tọa độ Descartes trong đó u, v, w là các thành phần vận tốc theo phương x, y, z, ta có: δ {\displaystyle {\frac {\partial u}{\partial x}} +{\frac {\partial v}{\partial y}}+{\frac {\partial w}{\partial z}}=0} –
hoặc (trong đó {\displaystyle \mathbf {u} }u là vectơ vận tốc):{\displaystyle \mathrm {div} \mathbf {u} =0}
Phương trình Bernoulli cho chất lỏng lý tưởng
Để hiểu cụ thể hơn phương trình Bernoulli, ta xét trường hợp chất lỏng truyền qua một ống có tiết diện thay đổi, nghiêng với phương ngang một góc β. Chọn hai đoạn 1-1 và 2-2 bất kỳ trên đoạn ống đó. Lưu lượng dòng chảy qua ống là Q. Dùng áp kế đo áp suất chất lỏng tại các mặt cắt ngang. Di chuyển áp kế đến từng mặt cắt sẽ thu được đường cong của áp kế.
Sử dụng ống Pito có đầu ống được thiết kế song song và ngược với hướng dòng chảy. Khi đó với chất lỏng lý tưởng sẽ thu được cùng một chiều cao cột chất lỏng ở mọi mặt cắt so với mặt phẳng ban đầu. Như vậy, đường thẳng hình thành khi di chuyển ống Pito tại bất kỳ mặt cắt nào biểu thị mức năng lượng tổng cộng của dòng chảy.
Phương trình Bernoulli tại mục 1-1 và 2-2.
Phương trình Bernoulli tại bất kỳ mặt cắt ngang nào:
Về mặt năng lượng chúng ta có thể hiểu:
Z – năng lượng cụ thể tiềm năng
P/ρg – áp suất năng lượng riêng
V2/2g – động năng riêng
Trong phương trình trên, thứ nguyên của H là mét: [H]=m. Và H được gọi là chiều cao đầu. Từ đó có thêm các tên: Z – chiều cao cột áp hình học, P/ρg – chiều cao cột áp, V2/2g – chiều cao cột vận tốc.
Phương trình Bernoulli cho một chất lỏng lý tưởng có thể được phát biểu như sau: tổng chiều cao hình học của cột áp, áp suất và vận tốc là một hằng số.
———————————–
Trên đây Trường THCS – THPT Âu Lạc đã cùng các bạn tìm hiểu về Chất lỏng lý tưởng là gì? Chúng tôi hy vọng bài viết này sẽ giúp ích cho bạn, chúc bạn học tốt.
Nhớ để nguồn bài viết: Chất lỏng lý tưởng là gì? của website Trường THCS – THPT Âu Lạc