شاره ها((012))

به نام خدا

در متن زیر توضیح مختصری در مورد شاره ها داریم.

منبع مورد استفاده:فیزیک هالیدی جلد دوم.

شاره ها:

ابتدا به استاتیک شاره ها می پردازیم و سپس به دینامیک شاره ها.

بیشتر مواد را می توان در یکی از سه فاز جامد،مایع و گاز قرار داد.

بین خواص جامد و مایع شباهاتهایی وجود دارد،از جمله چگالی آنها تقریبا مستقل از دماست(به شرطی که سایر شرایط مثل فشار ثابت بماند).

برعکس گازها براحتی متراکم می شوند و چگالی آنها شدیدا تابع دماست.

از نگاهی دیگر گازها و مایعات دارای خواص مشترکی هستند که آنها را تحت نام کلی شاره می نامیم.

شاره ها جاری می شوند،در شاره ها اتمها می توانند نسبت به هم حرکت کنند.

بعضی از مواد را نمی توان براحتی طبقه بندی کرد مثل شیشه.توجه داشته باشید که شیشه هم نوعی شاره   می باشد.شیشه جاری می شود اما بسیار کند.

مثالی دیگر از این مواد بینابینی،پلاستیک است-ماده ای که می توان آنرا قالب ریزی کرد و به آن شکل داد.

مثلا گِل را در نظر بگیرید،گِل شکل خود را نسبتا خوب حفظ می کند و مشکل می شود پذیرفت که شاره است اما با اعمال فشار می توان کاری کرد که شکل ظرف را به خود بگیرد.

یکی دیگر از موادی که براحتی در طبقه بندی جامد،مایع و گاز نمی گنجد پلاسما است.

پلاسما گازی است که اتم های آن یونیده اند.

وقتی لامپ فلورسنت را روشن می کنیم،گاز درون لوله آن به شکل پلاسما در می آید.

در مقیاس بزرگتر،خورشید و سایرستاره ها در حقیقت گویهای پلاسما هستند.

به این ترتیب بیشتر مادهء موجود در جهان به شکل پلاسما است.

در ضمن اصل پاسکال هم به موضوع شاره ها اشاره ای دارد.

طبق اصل پاسکال داریم:

فشاری که بر یک شاره محصور وارد شود،بدون کاهش،به همه نقاط آن و همچنین به دیواره های ظرف شاره،منتقل می شود.

ما اصل پاسکال را برای یک شاره تراکم ناپذیر((دراین حالت چگالی ثابت است))اثبات می کنیم.

اصل پاسکال اساس کار همه سازوکارهای هیدرولیکی انتقال نیرواست.

و اما قسمت دوم...دینامیک شاره ها.

دینامیک شاره ها از لحاظ اصول با دینامیک حرکت ذرات و اجسام صلب تفاوتی چندانی ندارد.

یکی از راههای توصیف حرکت شاره ها آن است که شاره ها را به عناصر حجم بی نهایت کوچک،که می توانیم به آنها ذرات شاره بگوییم،تقسیم کنیم.

اگر نیروهای وارد بر هر ذره شاره را بدانیم می توانیم مکان و سرعت هر ذره را بر حسب زمان بدست بیاوریم.

این روش را که تعمیم مستقیم مکانیک ذرات است،ژوزف لویی لاکرانژ ابداع کرد.

روش دیگری وجود دارد که ابداع لئونارداویلر است و برای بیشتر مقاصد مناسبتر است.

در این روش بررسی تاریخچه ذرات را کنار می گذاریم و به جای آن چگالی و سرعت شاره را در نقاط مختلف فضا و در زمانهای مختلف تعیین می کنیم.

چند مشخصه کلی شارش شاره ها:

1.شارش یا پایاست یا ناپایا.

اگر متغیرها((مثل چگالی و سرعت شارش و...))در طی زمان ثابت بماند شارش را پایا می نامیم.

2.شارش یا تراکم پذیر است یا تراکم ناپذیر.

اگر چگالی شاره مستقل از مکان و زمان باشد آنرا تراکم ناپذیر گوییم.

معمولا شارش مایعات تراکم ناپذیر است.

3.شارش یا گرانرو است یا ناگرانرو.

گرانروی در شارش شاره ها مشابه اصطحکاک در حرکت جامدات است.

شارش اگر چنان باشد که نیروهای گرانروی باعث اتلاف انرژی نشوند،آنرا ناگرانرو می نامیم.

4.جریان شاره یا چرخشی است یا ناچرخشی.

اگر عناصر شاره حول محوری گذرنده از مرکز جرمشان نچرخند،شارش ناچرخشی است.