Равновесие жидкостей и его устойчивость (220,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

УДК 532.5 СОДЕРЖАНИЕ Интернет-магазин ● физика ● математика ● биология ● нефтегазовые технологии http://shop.rcd.ru Предисловие............................................................ ............................................... 5 Введение.................................................................. ............................................... 7 Часть первая. Равновесие и устойчивость равновесия простых жидкостей и жидких пленок § 1.1. Механическое равновесие и его устойчивость .................................................. 9 § 1.2. Межмолекулярные силы. Смачивание. Поверхностное натяжение. Капиллярные силы .................................................................................... 15 Саранин В.А., Иванов Ю.В. Равновесие жидкостей и его устойчивость. — М.–Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009. — 172 с. В книге рассмотрены известные классические и некоторые новые задачи на равновесие жидких масс под действием капиллярных сил, а также сил гравитационного, электрического и магнитного полей. Почти все случаи равновесия жидкостей и жидких пленок исследуются на устойчивость. Приведены описания и результаты простых опытов, иллюстрирующих явления равновесия и устойчивости (неустойчивости) жидких масс. Сформулирован ряд теоретических и экспериментальных заданий для самостоятельной проработки. Книга написана на уровне, доступном для чтения старшими школьниками и студентами младших курсов. Она может быть также полезной всем, кто интересуется гидродинамикой и ее различными приложениями. § 1.3. Равновесие мыльной пленки и его устойчивость .................................. 22 § 1.4. Равновесие жидкого цилиндра и его устойчивость ............................................................................................. 33 § 1.5. Мениск у плоской пластины. Капиллярное поднятие. Капилляры .................................................................................................. 39 § 1.6. Опыты с трубками и водой ....................................................................... 47 § 1.7. Неустойчивость Релея-Тейлора ............................................................... 48 § 1.8. U-образная трубка ..................................................................................... 55 § 1.9. Явление Лейденфроста ............................................................................. 60 § 1.10. О формах капли ....................................................................................... 65 § 1.11. Испарение. Пузырьковое кипение ......................................................... 69 § 1.12. Пленочное кипение, неустойчивость Релея-Тейлора и явление Лейнденфроста ............................................. 74 ISBN 978-5-93972-785-3 © В. А. Саранин, Ю. В. Иванов, 2009 © НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009 http://shop.rcd.ru http://ics.org.ru § 1.13. Периодическая структура свисающих капель ...................................... 78 § 1.14. Одиноко висящая капля .......................................................................... 81 § 1.15. Эксперименты с одинокой каплей ......................................................... 85 § 1.16. Неустойчивость Бенара ........................................................................... 88 § 1.17. Неустойчивость Марангони ................................................................... 92 § 1.18. О конвекции ............................................................................................. 94 § 1.19. Стабилизация равновесия ....................................................................... 96

Стр.2

Часть вторая ПРЕДИСЛОВИЕ Равновесие жидкостей и его устойчивость в электрическом и магнитном поле § 2.1. Равновесие и устойчивость электрически заряженной капли .................................................................................... 100 § 2.2. Приложение теории электрического деления капель ........................................................................................................ 104 § 2.3. Шаровая молния. Деление заряженного пузыря и высоковольтный пробой в жидкости ........................................................... 107 § 2.4. Неустойчивость Тонкса-Френкеля ........................................................ 112 § 2.5. Явление Лейденфроста в электрическом поле или взлетающая капля .................................................................... 121 § 2.6. Приключения капельки воды в атмосфере .................................................... 124 § 2.7. Магнитные жидкости. Равновесие плоской поверхности магнитной жидкости в магнитном поле ................................................... 135 § 2.8. Равновесие цилиндрического столба магнитной жидкости и его устойчивость ................................................................................... 139 Заключение ....................................................................................................... 141 Приложение ...................................................................................................... 145 Литература ........................................................................................................ 169 Задачи о механическом равновесии жидкости возникают в различных областях науки и техники. Обычно они не просты и для решения требуют привлечения высшей математики и некоторых специальных методов. Еще более сложными, а потому и более интересными, являются задачи об устойчивости равновесия. Часто задачи о равновесии жидкостей и его устойчивости возникают или рассматриваются на стыке наук, и тогда неспециалисту в области физики трудно сориентироваться и понять проблему. Так, некоторые задачи, рассмотренные в книге, имеют прямое отношение к синергетике и теории катастроф, к космической технологии и метеорологии. Все это приводит к необходимости достаточно целостного и доступного изложения соответствующего материала, тем более что имеющиеся научно-популярные публикации по теме книги немногочисленны и к тому же разрознены. В физике жидкостей много нерешенных проблем. Однако среди исследователей эта область науки не столь популярна, как, например, физика твердого тела. Правда, в последнее время интерес к гидродинамике, в частности и к капиллярным явлениям, которым посвящена большая часть настоящей книги, значительно возрос в связи с их существенным проявлением в процессах космической технологии. С целью привлечения внимания начинающих и будущих исследователей к физике жидкостей в книге рассмотрены некоторые задачи, у которых нет классических вариантов теории. Знакомство с ними может послужить стимулом к дальнейшему исследованию. По мере изложения материала в книге формулируются небольшие теоретические или экспериментальные проблемы, которые читателю предлагается решить самостоятельно. Эти места выделены числом в рамке на полях. В Приложении приведены решения этих проблем либо даны указания, как их решать. По значимости Приложение не уступает основным частям книги, и его следует читать независимо от того, будете Вы выполнять задания самостоятельно или нет. Ряд опытов и большинство простых теорий, рассмотренных в книге, являются личной разработкой авторов. Все опыты могут быть воспроизведены в школьной лаборатории, а для усвоения теории достаточно уровня средней школы. Список литературы не следует рассматривать как библиографический обзор, это лишь вехи, призванные сориентировать любознательного 4 5 0

Стр.3