งานของไหล

ของไหล จัดทำเมื่ อ 31 ธันวาคม พ.ศ.2564 จัดทำโดย นายอนพัทย์ อุปัชฌาย์ ม.5/1 เลขที่ 10

คำนำ คุณคงเคยได้ยินคำว่า \"ของไหล\" กันมาบ้างเเล้วใช่ไหม เเต่คุณเองก็คง สงสัยสินะว่ามันคืออะไร เเล้วมีอะไรบ้างกันเเน่น เเต่คุณไม่ต้องสงสัยอีกต่อไปเพราะ หนังสือเล่มนี้ได้เตรียมคำตอบในข้อสงสัยของคุณไว้เเล้ว ถ้าอยากรู้ก็ตามเลย เเต่ก่อนที่เราจะเริ่มมาทำวามรู็จักกับของไหลกันก่อนบ้างเล็กน้อยดีกว่า ว่า ของไหล คืออะไร ของไหล คือ สสารที่เปลี่ยนรูปร่างได้ตามภาชนะที่รองรับ ได้แก่ ของเหลว และแก๊ส โดยมีสมบัติ อันได้เเก่ ความหนาเเน่น ความดัน ความตึงผิว เเละ ความ หนืด คุณก็ได้รู้จักกับเพื่อนของเราเเล้ว เเต่ผมว่าคุณก็คงยังสงสัยใช่ไหมว่ามัน มีเเค่นี้หรอ ผมตอบเลยว่าไม่เเน่นอน ตามผมมาเลยถ้าคุณอยากรู้ เปิดหน้าถัดไปเลย ผู้จัดทำ นายอนพัทย์ อุปัชฌาย์

สารบัญ ความหนาเเน่น 1 2 การใช้ความหนาเเน่นในชีวิตประจำวัน 3 4 ความหนาเเน่นสัมพัทธ์ 5 ความดันในของเหลว 7 เเรงดันเเละความดันของเหลวที่กระทำต่อพื้นที่ก้นภาชนะ 8 เครื่องวัดความดัน 9 การใช้ความดันในของเหลวในชีวิตประจำวัน 10 เเรงดันของน้ำเหนือประตูน้ำหรือเขื่อน การใช้เเรงดันของน้ำเหนือประตูน้ำ 11 12 หรือเขื่อนในชีวิตประจำวัน เครื่องอัดไฮดรอลิก 13 การใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกในชีวิตประจำวัน แรงลอยตัว และหลัก 14 ของอาร์คิมีดิส 15 การใช้แรงลอยตัว และหลัก 16 ของอาร์คิมีดิสในชีวิตประจำวัน 17 ความตึงผิว เเละ เเรงตึงผิว 18 ความหนืด 19 การใช้ความหนืดในชีวิตประจำวัน 20 พลศาสตร์ของไหล 21 สมการความต่อเนื่อง หลักของแบร์นูลลี การใช้หลักของแบร์นูลลีในชีวิตประจำวัน

1 ความหนาเเน่น (Density) คือ อัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตร ความหนาเเน่น นั้นเป็นสมบัติเฉพาะตัวของ วัตถุเเต่ละชนิด ดังนั้น วัตถุชนิดเดียวกัน จะมีความ หนาเเน่น ที่ค่าเดียวกัน p = mvเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ โดย p คือ (โร) เป็นค่าความหนาเเน่น

การใช้ความหนาเเน่นใน 2 ชีวิตประจำวัน 1.ใช้ในการหา ความหนาเเน่น, มวล, ปริมาตรของวัตถุต่าง 2.ใช้ทำอาหาร ขนม เครื่องดื่ม ใช้คุณสมบัติของความหนาเเน่นของวัตถุดิบในการทำอาหาร ขนม เครื่องดื่ม โดยความหนาเเน่นที่เเตกต่างกันของวัตถุดิบ เมื่อ นำมาทำอาหาร ขนม เครื่องดื่มทำให้วัตถุดิบที่มีความหนาเเน่นที่ เเตกต่างกันเกิดการเเบ่งชั้นกัน เช่น ทำขนมวุ้นหน้ากะทิ ชงลาเต้ เป็นต้น

3 ความหนาเเน่นสัมพัทธ์ (Relative density) ความหนาเเน่นสัมพัทธ์ หรือ ความถ่วงจำเพาะ เป็นการบอกความหนาเเน่นสารชนิดหนึ่ง มี ความหนาเเน่นเป็นกี่เท่าของความหนาเเน่นน้ำ ดังนั้น ความหนาเเน่นสัมพัทธ์ของสาร = ความหนาเเน่นของสาร ความหนาเเน่นของน้ำ ความหนาเเน่นของสาร = ความถ่วงจำเพาะ * ความหนาเเน่นของน้ำ

4 ความดันในของเหลว ความดัน(P) คือ อัตราส่วนระหว่างเเรงดันกับพื้นที่ เเขขีียยนนเเปป็็นนสสมมกกาารรไไดด้้ FF AA PP == P คือ ความดัน F คือ เเรงดัน A คือ พื้นที่ เเรงดันเเละความดันของเหลวใดๆ มีสมบัติเบื้อง ต้น ได้เเก่ 1.มีทิศได้ทุกทิศทาง 2.มีทิศตั้งฉากกับผิวภาชนะที่สัมผัส

เเรงดันเเละความดันของเหลวที่กระทำ 5 ต่อพื้นที่ก้นภาชนะ 1.กรณีที่ภาชนะบรรจุของเหลวเป็นภาชนะปิด เเรงดันที่กดก้นภาชนะ = น้ำหนักของของเหลวส่วนพื้นที่ หก้นาจภาากชสนะมนัก้นาร Fก้นภาชนะ A P =ก้นภาชนะ โดย F = mg (ซึ่งคือน้ำหนัก) มีหน่วยเป็น (N)นิวตัน m คือ มวล มีหน่วยเป็น (Kg) กิโลกรัม g คือ ค่าเเรงโน้มถ่วง มีค่า 9.8 m/s2 A คือ พื้นที่ มีหน่วยเป็น (m) เมตร P = pghก้นภาชนะ โดย p คือ (โร) เป็นค่าความหนาเเน่น h คือ ความลึก มีหน่วยเป็น (m) เมตร เมื่อพิจารณาจากสูตร P =ก้นภาชนะ pgh จะเห็นว่าค่าของความหนาเเน่น(p) เเละ ค่าเเรงโน้มถ่วง(g) เป็นค่าคงที่ ดังนั้น ค่าความดัน(P) จึงเเปรผันตรงกับความลึก(h)เพียงอย่างเดียว หมายความว่าหากเป็นของเหลวชนิดเดียวกันความลึก(h)เท่ากัน เท่ากันความดันย่อมเท่ากันเสมอ

2.กรณีที่ภาชนะบรรจุของเหลวเป็นภาชนะเปิด 6 ความดันที่กระทำต่อพื้นที่ก้นภาชนะจะมี 2 อย่าง คือ 1.ความดันเกจ(Pw) คือ ความดันที่เกิดจากน้ำหนักของเหลว (โดยหาจาก P = pgh) 2.ความดันบรรยากาศ(Pa) คือ ความดันที่น้ำหนักอากาศกด ทับของเหลว โดยปกติความดันบรรยากาศ มีค่า 105 Pa ดังนั้น P = PW + Pa ความดันรวมของความเกจและความดันบรรยากาศ จะเรียก ความดัน สัมบูรณ์

7 เครื่องวัดความดัน 1.บารอมิเตอร์ (Barometer) คือ เครื่องมือวัดความดันบรรยากาศใช้ในการพยากรณ์อา กาศเเละหาระดับความสูง เป็นทีนิยมใช้ 3 ชนิด คือ 1) บารอมิเตอร์แบบปรอท (mercury barometer) 2) บารอมิเตอร์แบบตลับ หรือแบบแอนิรอยด์ (aneroid barometer) 3) บารอกราฟ (barograph) 2.แมนอมิเตอร์ (Manometer) คือ เครื่องมือวัดความดันของแก๊สในถัง และ ความดันของของเหลว โดยเครื่องมือประกอบ ด้วยหลอดแก้วรูปตัวยูภายในบรรจุของเหลว เช่น น้ำหรือปรอท ปลายข้างหนึ่งต่อกับถังแก๊สมีความ ดัน Pgas อีกปลายหนึ่งเปิดสู่บรรยากาศภายนอก

การใช้ความดันใน 8 ของเหลวในชีวิตประจำวัน 1.เครื่องวัดความดันโลหิต ทำด้วยมาโนมิเตอร์หลอดแก้วรูปตัวยูซึ่งมีปรอทบรรจุอย 2.หลอดดูดน้ำ เมื่อใช้หลอดดูดเครื่องดื่มจะทำให้อากาศในหลอดมีปริมาตรลดลง และทำให้ ความดันอากาศในหลอดลดลงด้วย ความดันอากาศภายนอกซึ่งมากกว่าก็จะ สามารถดันของเหลวขึ้นไปแทนที่อากาศในหลอดดูดจนกระทั่งของเหลวไหล เข้าปาก

9 เเรงดันของน้ำเหนือประตูน้ำ หรือเขื่อน ลักษณะของประตูน้ำหรือเขื่อนมี 2 ลักษณะใหญ่ คือ 1. ตั้งตรงในแนวดิ่ง 2. เอียง สามารถหาได้จากสมการ F= 1 pglh2 2 sin0 l คือ ความกว้างของเขื่อน h คือ ความสูงของของเหลว 0 คือ มุมความเอียงของเขื่อน

การใช้เเรงดันของน้ำเหนือประตู 10 น้ำหรือเขื่อนในชีวิตประจำวัน 1.สร้างเขื่อนกั้นน้ำท่วมในบ้าน

เครื่องอัดไฮดรอลิก 11 ความสัมพันธ์ a คือพื้นที่หน้าตัดลูกสูบเล็ก A คือพื้นที่หน้าตัดลูกสูบใหญ่ f = F f คือเเรงกดบนลูกสูบเล็ก a A F คือเเรงกดบนลูกสูบใหญ่

การใช้เครื่องอัดไฮดรอลิกใน 12 ชีวิตประจำวัน 1.เเม่เเรงยกรถ

13 แรงลอยตัว และหลัก ของอาร์คิมีดิส เเรงลอยตัว คือ เเรงที่ดันวัตถุขึ้นเหนือของเหลว เขียนเเเทนด้วย \" FB\" หลักของอาร์คิมิดิส กล่าวว่า เเรงลอยตัว = ขนาดน้ำหนักของของเหลวที่ ถูกวัตถุเเทนที่ F = mgB ของเหลวที่ถูกเเทนที่ FB = p V gล จม โดย m = p Vของเหลว ล จม p ล คือ ความหนาเเน่นของของเหลว Vจม คือ ปริมาตรของวัตถุที่จมลงใน ของเหลว F คือ เเรงลอยตัว มีทิศขึ้นเสมอ B

การใช้แรงลอยตัว และหลัก 14 ของอาร์คิมีดิสในชีวิตประจำวัน 1.การว่ายน้ำ 2.สร้างเเพน้ำ หรือ เรือไม้

15 ความตึงผิว เเละ เเรงตึงผิว แรงตึงผิว คือแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคที่ผิวของ ของเหลวซึ่งพยายามจะยึด ผิวของของเหลวเอาไว้ ไม่ให้ผิวของเหลวแยกออกจากกัน สมบัติของแรงตึงผิว 1. มีทิศขนานกับผิวของของเหลว 2. มีทิศตั้งฉากกับผิวสัมผัส ความตึงผิว คือ อัตราส่วนระหว่างแรงตึงผิวของของเหลว กับความยาวของขอบ วัตถุที่สัมผัสของเหลว มี หน่วยเป็น N/m เขียนแทนด้วย =F คือ ความตึงผิว L F คือ ขนาดของแรงตึงผิว L คือ ความยาวเส้นขอบของวัตถุที่สัมผัส ของเหลว

16 ความหนืด (Viscosity) ความหนืด คือ คุณสมบัติของของเหลวในการต้านวัตถุที่ เคลื่อนที่ในของเหลวนั้น กฏสโตกส์ (Sir George Stokes) ได้ทดลองหาแรงหนืดที่กระทำต่อวัตถุ ทรงกลม ขณะเคลื่อนที่ในของไหล พบว่า แรงหนืดแปรผัน ตรงกับความเร็วของ วัตถุทรงกลม หาจากสมการ กฏสโตกส์ F = 6ความหนืด rV

การใช้ความหนืดในชีวิตประจำวัน 17 1.กาวดักหนู 2.กาวดักเเมลง

18 พลศาสตร์ของไหล ของไหลในอุดมคติ ของไหลอุดมคติ (ideal fluid) มีสมบัติดังนี้ 1.ของไหลมีการไหลอย่างสม่ำเสมอ (steady flow) 2.ของไหลมีการไหลโดยไม่หมุน (irrotational flow) 3.ของไหลมีการไหลโดยไม่มีแรงต้านเนื่องจากความ หนืดของของไหล (nonviscous flow) 4.ของไหลไม่สามารถอัดได้ (incompressible flow)

19 สมการความต่อเนื่อง เป็นสมการที่ใช้ศึกษาการไหลของของไหลภายในท่อ การไหลของ ของไหลในท่อที่มีขนาดไม่สม่ำเสมอ โดยหาจาก ผลคูณระหว่างพื้นที่หน้าตัดซึ่งของไหลผ่านกับ อัตราเร็วของของไหลที่ผ่าน ไม่ว่าจะเป็นตำแหน่งใด ในหลอดการ ไหลมีค่าอัตราการไหล(Q)คงที่ อัตราของไหล(Q)เขียนได้ว่า Q = V/t Q = AS/t Q = Av Q คืออัตราการไหล ( เมตร3/ วินาที) A คือพื้นที่หน้าตัด ( เมตร2 ) v คืออัตราเร็วการไหล ( เมตร3/ วินาที) V คือปริมาตรของไหล ( เมตร ) t คือเวลา ( วินาที) สมการความต่อเนื่อง Q = Q1 2

20 หลักของแบร์นูลลี กล่าวว่า “ เมื่อของไหลเคลื่อนที่ในแนวระดับ หากอัตราเร็วมีค่าเพิ่ม ขึ้น ความดันในของ ของเหลวจะลดลงและเมื่ออัตราเร็วลดลง ความ ดันในของเหลวจะเพิ่มขึ้น สมการของแบร์นูลลี เนื่องจาก “ ผลรวมความดัน พลังงานจลน์ ต่อปริมาตร และ พลังงาน ศักย์ต่อปริมาตร ทุกๆ จุดภายในท่อที่ของไหล ไหลผ่านจะมีค่าคงที่ จากสูตร P + 1 pv 2 +pgh 2 เขียนเป็นสมการได้ 1 1 2 P1 + 2 pv12 +pgh 1 = P2 + pv12 +pgh 2

การใช้หลักของแบร์นูลลี 21 ในชีวิตประจำวัน 1.การรดน้ำต้นไม้