ухомим бульбашкою. В
Малюнок 4 Схема кордону, згинається спливаючим бульбашкою
Між газом, укладеним в бульбашці, і верхньої рідиною залишається прошарок нижньої рідини, як це і зображено на схематичному малюнку (див рис. 4).
Ось тепер спробуємо оцінити, зберігши всі раніше зроблені спрощення. Будемо вважати, що кордон долає трохи рухомий бульбашка, подібно до того, як, скажімо, що летить куля пробиває дошку, а бульбашка спочиваючий, на який, у міру його укрупнення діє виштовхуюча сила. Це означає, що, як і раніше, ми не повинні обговорювати ні швидкість спливання бульбашок, ні в'язкість межують рідин, ні будь-які інші кінетичні величини.
Припустимо, що щільності межують рідин практично однакові і рівні. У розглянутій ситуації на пухирець, відокремлений від кордону між рідинами тонким шаром нижньої рідини діють дві сили. Одна з них - виштовхуюча сила, яка прагне продавити бульбашка крізь кордон. Інша сила виникає, коли спливає бульбашка деформує кордон між рідинами. Ця сила прагне перешкодити збільшенню площі між рідинами в тому місці, де бульбашка прагне її прорвати. Цю силу обчислимо, спростивши форму кордону. У цьому спрощення форми кордону в основному і полягає спрощеність розрахунку.
Силу можна оцінити, слідуючи от яким міркуванням. Переміщення газового бульбашки вгору супроводжується збільшенням площі циліндричної кордону між верхньою і нижньою рідинами. Якщо бульбашка зміститься на величину, то супутнє цьому збільшення поверхневої енергії. Це означає, що Спливання бульбашки перешкоджатиме сила. Ось тепер з умови, ми легко визначимо критичний розмір бульбашки, при якому сила відірве його від стовпа нижньої рідини. Оповитий нею пляшечку спливає у верхній рідини. Оцінка R * виявляється наступною:
.
З формули випливає, що при розумних значеннях величин, що визначають R * (Дж/м 2 , кг/м 3 ), виявляється, що м.
Тепер про другому ефекті. Виявляється, що бульбашка, що проривається через кордон у В«ВерхнюВ» рідина, забирає із собою трохи В«нижньоїВ» рідини, навіть якщо вона і важче.
5. Кавітація
Це поняття роз'яснюється так: освіта розривів суцільності рідини в результаті місцевого пониження тиску в ній. Розриви рідини, це звичайно ж бульбашки. Слово В«кавітаціяВ» відбувається про т латинського слова cavitas, що означає порожнеча.
Тимчасово поставимо перед собою іншу мету: ознайомимося з основною закономірністю, якій підпорядковується рідина, поточна в трубці. Уявімо собі горизонтальну трубку змінного перерізу, по якій тече рідина. Там, де площа перерізу поменше, рідина тече швидше, а там, де побільше, - повільніше. Відповідно до закону збереження енергії, можна стверджувати наступне. Над виділеним об'ємом поточної рідини відбувається робота сил тиску, що змушують її перебіг. Якщо рідина не володіє в'язкістю, то ця робота буде витрачатися тільки на зміну її кінети...
