Аэростатика

Воздушный шар, изготовленный с использованием принципов аэростатики.

Подраздел статики жидкости , аэростатика — это исследование газов, которые не находятся в движении относительно системы координат, в которой они рассматриваются. Соответствующее исследование газов в движении называется аэродинамикой .

Аэростатика изучает распределение плотности, особенно в воздухе. Одним из применений этого является барометрическая формула .

Аэростат — это легче воздушного судна, такого как дирижабль или воздушный шар используются принципы аэростатики , в котором для плавания .

Основные законы

Рассмотрение уравнений поведения покоящегося газа обычно начинают, как и в гидростатике, с рассмотрения общих уравнений количества движения потока жидкости, которые можно выразить как:

$\rho [{\partial U_{j} \over \partial t}+U_{i}{\partial U_{j} \over \partial t}]=-{\partial P \over \partial x_{j}}-{\partial \tau _{ij} \over \partial x_{i}}+\rho g_{j}$,

где $\rho$ - массовая плотность жидкости, $U_{j}$ - мгновенная скорость, $P$ давление жидкости, $g$ – внешние объемные силы, действующие на жидкость, а $\tau _{ij}$ – коэффициент переноса импульса. Поскольку статическая природа жидкости требует, чтобы $U_{j}=0$, и это $\tau _{ij}=0$, находится следующая система дифференциальных уравнений в частных производных , представляющая собой основные уравнения аэростатики.

${\partial P \over \partial x_{j}}=\rho g_{j}$

Однако наличие непостоянной плотности, наблюдаемой в газообразных жидкостных системах (из-за сжимаемости газов), требует включения закона идеального газа :

${P \over \rho }=RT$,

где $R$ обозначает универсальную газовую постоянную, а $T$ температуру газа, чтобы составить действительные аэростатические уравнения в частных производных:

${\partial P \over \partial x_{j}}=\rho {\hat {g_{j}}}={P \over \ RT}{\hat {g_{j}}}$,

который можно использовать для расчета распределения давления в газах, термодинамическое состояние которых задается уравнением состояния идеальных газов.

Области обучения

• атмосферного давления Колебания
• Состав горного воздуха
• Разрез атмосферы
• газа Плотность
• Диффузия газа в почве
• Давление газа
• Кинетическая теория газов
• Парциальные давления в газовых смесях
• Измерение давления

См. также

• Воздухоплавание