理论教育 等压面的物理特性及应用

等压面的物理特性及应用

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:压强相等的空间点构成的面称为等压面,由于在等压面上p =C,则d p=0。这从物理上来说就是单位质量力沿等压面任意方向所做的功为零。在表面任意点,其质量力如图2-4所示,水面为等压面,根据等压面与质量力垂直可知水面应该是B。注3:由此推论可知,在流体只受重力作用时,等压面为水平面。需要强调指出,静止液体内等压面是水平面需要两个前提:一是连通的容器;二是同一种液体。

等压面的物理特性及应用

压强相等的空间点构成的面称为等压面,由于在等压面上p =C,则d p=0。由式(2-6)可得等压面方程为

注1:由式(2-8)可知,等压面也是等势面。

注2:由式(2-9)可知,等压面与质量力正交。

在等压面上任取一微元线段d l=i dx+j dy+k d z,由于单位质量的质量力为f=i X+j Y+k Z,则由式(2-9)有f ·d l=0,即f与d l相垂直,二者正交。这从物理上来说就是单位质量力沿等压面任意方向所做的功为零。

图2-4所示为做匀加速水平运动的车,其有一箱水,如果加速度方向向右,那么水箱中水的表面是个什么样呢?是A还是B呢?

在表面任意点,其质量力如图2-4所示,水面为等压面(均为大气压),根据等压面与质量力垂直可知水面应该是B。(www.daowen.com)

注3:由此推论可知,在流体只受重力作用时,等压面为水平面

在重力作用下,静止均质液体中的等压面与重量方向相垂直,也就是水平面;反之,水平面也必然是等压面。需要强调指出,静止液体内等压面是水平面需要两个前提:一是连通的容器;二是同一种液体。对于不连通的或者不是同一种液体则不适用。在图2-5(a)中,由于容器不是连通的,则水平面AB不是等压面;在图2-5(b)中,由于有两种流体,故水平面CD也不是等压面,而水平面AB在同一种流体中,则是等压面。

图2-4 做匀加速直线运动的水箱

图2-5 水平面为等压面的条件

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