|
Suyuqlik va gaz mexanikasining predmeti va metodi.
Suyuqlikning harakati jarayonlarini, xususan, uning tinch holatini, fenomenologik (muhitning diskret mikrostrukturasidan voz kechish) va statistik (atom va molekulalar hamda ularning o‘zaro ta’sir kuchlarini e’tiborga olish) usullar bilan o‘rganish mumkin. Mazkur o‘quv qo‘llanma doirasida faqatgina fenomenologik usuldan foydalaniladi. Shuning uchun bunga oid quyidagi ba’zi tushunchalarni keltiramiz.
Suyuqlik va gaz mexanikasining asosida quyidagi farazlar yotadi: klassik mexanika - Nyuton mexanikasi o‘rinli; klassik termodinamika o‘rinli; tutash muhit sxemasi o‘rinli.
Birinchi farazga ko‘ra tezligi yorug‘lik tezligiga nisbatan kichik bo‘lgan harakatlar tekshiriladi, demakki relyativistik mexanika tushunchalaridan foydalanilmaydi, hamda qaraladigan ob’ektlar kvant mexanikasidagi mikrodunoyga nisbatan etarlicha katta.
Sistemaning termodinamik muvozanat holati deb tashqi shartlar saqlanib qolgan taqdirda ham yopiq sistemaning barcha ichki xarakteristikalari uzoq muddatgacha o‘z qiymatlarini saqlab qoladi. Termodinamik muvozanat shartida suyuqlik (gaz)larning holatini bir nechta makroskopik parametrlar (masalan, zichlik, tezlik, temperatura va hokazo) yordamida aniqlab olish mumkin.
Suyuqlik ham, har qanday jism kabi, molekulyar tuzilishga ega, demakki, suyuqlikning massasi butun geometrik fazoni egallamaydi, balki uning molekulalarida jamlangan. Lekin biz suyuqlikni uzluksiz muhit (kontinium) deb qaraymiz va matematik amallarda har xil uzluksiz funksiyalardan foydalanamiz. Uchinchi farazimizning ma’nosi bilan esa quyidagi boblarda to‘la tanishamiz.
Shunday qilib, fenomenologik nuqtai nazardan tutash muhit mexanikasi quyidagi uchta gipoteza asosida quriladi: moddiy kontinium tushunchasi bilan bog‘liq tutashlik gipotezasi; koordinata boshiga nisbatan nuqtaning holatini ifodalovchi koordinatalar deb ataluvchi sonlar bilan bir qiymatli beriladigan cheksiz ko‘p nuqtalar to‘plamidan iborat fazo tushunchasi bilan bo‘g‘liq gipoteza (deformatsiyalanuvchi muhit harakati qaraladigan fazo Evklid fazosi deb faraz qilinadi; fazoning o‘lchovi shu fazodagi nuqtaning holatini aniqlovchi koordinatalar sonidan bog‘liq);
solyut vaqt gipotezasi (deformatsiyalanuvchi muqit harakati qaralayotgan tanlangan sanoq sistemasidan bog‘liq bo‘lmagan holda vaqt bir xil kechadi).
Fanning dastlabki manbalari. Bizga ma’lumki, suyuqlik va gaz mexanikasi chuqur tarixiy ildizga ega bo‘lgan gidromexanika (gidravlika) va nisbatan yosh gaz dinamikasi va aeromexanika kabi fanlarning muhim yutuqlariga tayangan va ularni birlashtirgan holda bugungi holatiga keldi.
Gidravlika tarixan dunyoda eng qadimgi fanlardan biri hisoblanadi. Suyuqliklar mexanikasini o‘rganishga katta amaliy qiziqishning bir qator ob’yektiv sabablari mavjud. Birinchidan, tabiatda juda katta suyuqlik zahirasi majud va hamma vaqt inson unga yengil erisha oladi. Ikkinchidan, suyuq jismlar insonning amaliy faoliyatida qulay «yollanma ishchi» sifatida foydalanishi mumkin bo‘lgan bir qator foydali xossalarga ega. Bundan tashqari hayot uchun muhim bo‘lgan bir qator ximik almashinuv reaksiyalar aynan suyuq fazada (ko‘prog suvli eritmalarda) yuz beradi.
Shu sababli inson o‘z taraqqiyotining dastlabki bosqichlaridayoq suyuqliklarga qiziqqan. O‘sha davrlarda suv va havo (ya’ni suyuqlik va gaz) tabiat hodisalarining asosiy sababchisi deb qaralgan. Tarix shuni ko‘rsatadiki, qadimda insonlar o‘zlarining suv va havo bilan bog‘liq ko‘plab amaliy masalalarini muvaffaqiyatli yechishganlar. Arxeologik tadqiqotlar natijasida taxminan eramizdan 5000 yilcha avval Misr va Xitoyda, keyinchalik qadimgi dunyoning boshqa davlatlari: Suriya, Vavilon, Yunoniston, Rim, Hindiston, Yaqin va O‘rta sharqda har xil gidravlik inshootlar qurilmalari: kanallar, suv to‘g‘onlar, suv charxpalaklarini ifodalovchi rasmlar (dastlabki chizmalar) topilganligi buni tasdiqlaydi. Aslida bu inshootlarning hech qanday hisobi bajarilmagan, ular o‘sha zamon ustalarining amaliy ko‘nikmalari va san’atlari asosida barpo etilgan.
Gidravlik masalalarni yechishga ilmiy yondashishning dastlabki korsatmalari eramizdan avvalgi 250 yilda Yunon olimi Arximed (287-212) tomonidan suyuqlikka botirilgan jismga uning bosimi (yoki suyuqlikka botirilgan jismning muvozanati) haqidagi qonunning ochilishi (Arximedning «Suzuvchi jismlar haqida» nomli dastlabki qo‘lyozmasi yaratilishi) bilan aloqador. Uning ishlari keyinchalik bir qator ajoyib gidravlik apparatlar (porshenli nasos, sifonlar va hokazo)ning, umuman olganda, gidrostatikaning yaratilishiga turtki bo‘ldi. Keyinchalik 1500 yil ichida gidravlikaga deyarli muhim o‘zgartirishlar kiritilmadi. Shu davrda bu fan deyarli rivojlanmadi, xususan XV asrgacha gidravlikaga oid birorta ham qo‘lyozma saqlanmagan.
Do'stlaringiz bilan baham: |
