1. TRANSZPORTFOLYAMATOK

Hasonló dokumentumok
rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

A Coulomb-törvény : ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) k 9 10 F Q. elektromos térerősség : ponttöltés tere :

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Hősugárzás. 2. Milyen kölcsönhatások lépnek fel sugárzás és anyag között?

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

Transzportfolyamatok. összefoglalás, általánosítás Onsager egyenlet I V J V. (m/s) áramvonal. turbulens áramlás = kaotikusan gomolygó áramlás

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

Reológia Mérési technikák

Folyadékok és gázok mechanikája

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1

XV. Tornyai Sándor Országos Fizikai Feladatmegoldó Verseny a református középiskolák számára Hódmezővásárhely, április

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Szent István Egyetem FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Áramlástan Tanszék Méréselőkészítő óra I.

Mechanika IV.: Hidrosztatika és hidrodinamika. Vizsgatétel. Folyadékok fizikája. Folyadékok alaptulajdonságai

Fizika és 14. Előadás

OPTIKA. Elektromágneses hullámok. Dr. Seres István

FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

A Coulomb-törvény : 4πε. ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) elektromos térerősség : ponttöltés tere : ( r)

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

Szilárd testek rugalmas alakváltozásai Nyú y j ú tás y j Hooke törvény, Hooke törvén E E o Y un un modulus a f eszültség ffeszültség

Vérkeringés. A szív munkája

Elektromosság. Alapvető jelenségek és törvények. a.) Coulomb törvény. Sztatikus elektromosság

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

Fizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

t 2 Hőcsere folyamatok ( Műv-I o. ) Minden hővel kapcsolatos művelet veszteséges - nincs tökéletes hőszigetelő anyag,

4 A. FELÜLETI FESZÜLTSÉG MÉRÉSE BUBORÉKNYOMÁSOS MÓDSZERREL

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Molekulák, folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

Kollár Veronika A biofizika fizikai alapjai

Kémiai reakciók sebessége

Elektrosztatika (Vázlat)

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok.

5. IDŐBEN VÁLTOZÓ ELEKTROMÁGNESES TÉR

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2.

1. Elektrosztatika A megdörzsölt üvegrudat a fémpohárhoz érintve az elektromos állapot átadódik

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

Folyadékáramlás. Orvosi biofizika (szerk. Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Áramlástan Tanszék

Folyadékok és gázok áramlása

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

(Gauss-törvény), ebből következik, hogy ρössz = ɛ 0 div E (Gauss-Osztrogradszkij-tételből) r 3. (d 2 + ρ 2 ) 3/2

Kémiai egyensúly. Fizikai kémia előadások 6. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. ν j sztöchiometriai együttható

1. Elektrosztatika A megdörzsölt üvegrudat a fémpohárhoz érintve az elektromos állapot átadódik

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Vizsgatémakörök fizikából A vizsga minden esetben két részből áll: Írásbeli feladatsor (70%) Szóbeli felelet (30%)

Folyadékok Mechanikája Válogatott Példatár

Villamos művek 8. GYŰJTŐSÍNEK

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok.

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Légköri termodinamika

Folyadékok és gázok áramlása

A Maxwell-egyenletrendszer:

III. Differenciálszámítás

Szent István Egyetem FIZI IKA Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Áramlási formák. Többfázisú áramlás modellezése. Meghatározások

DIFFÚZIÓ. BIOFIZIKA I Október 20. Bugyi Beáta

Folyadékok. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 2. Általános anyagszerkezeti ismeretek Folyadékok, szilárd anyagok, folyadékkristályok

3. GYAKORLATI ELEKTROMOSSÁGTAN

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 6 pont. 3. feladat Összesen: 18 pont

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Dinamika. p = mυ = F t vagy. = t

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

TÁMOP F-14/1/KONV Élelmiszeripari műveletek gyakorlati alkalmazásai

A munkavégzés a rendszer és a környezete közötti energiacserének a D hőátadástól eltérő valamennyi más formája.

Mechanika FBL101E előadás november 5. (Kísérletek: függőleges hajítás 1) állandó sebességű, illetve 2) gyorsuló kiskocsin

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%.

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Folyadékok és gázok mechanikája

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

V e r s e n y f e l h í v á s

Az úszás biomechanikája

Sztehlo Gábor Evangélikus Óvoda, Általános Iskola és Gimnázium. Osztályozóvizsga témakörök 1. FÉLÉV. 9. osztály

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Osztályozó vizsga anyagok. Fizika

5. gy. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Orvosi Fizika 10. Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Irányításelmélet és technika I.

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Fizika és 6. Előadás

A kolloidika alapjai. 4. Fluid határfelületek

Diffúzió 2003 március 28

Az előadás vázlata:

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Hidrosztatika, Hidrodinamika

ÁRAMLÁSTAN MFKGT600443

Termodinamika (Hőtan)

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Szűrés. Gyógyszertechnológiai alapműveletek. Pécsi Tudományegyetem Gyógyszertechnológia és Biofarmáciai Intézet

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

Átírás:

1. TRNSZPORTFOLYMTOK 1.1. halmazállapot és az anyagszekezet kapcsolata. folyadékállapot általános jellemzése - a szilád, folyadék és gáz halmazállapotok jellemzése (téfogat, alak, endezettség, észecskék közötti kölcsönhatás, összenyomhatóság) folyadékállapot - súlódásmentes folyadékok az ideális folyadékok (nyíófeszültségek még mozgás esetén sem lépnek fel). 1.. Nyugvó folyadékok felszíne, a folyadékok felületi jelenségei - nyugvó folyadék szabad felszíne, ha ee a nehézségi eő hat, vízszintes sík (nagy kitejedés esetén a Föld alakját követi). Kíséleti tapasztalatok Jelentőségük - vízfelszíne helyezett pénzéme - buboékok összehúzódása - kifeszített hátyák - kis felületeknél - zsíok emulgeálása - gyógyszeek adagolása - légzés segítése - kontaktlencse vizesedése - tintapatonok nyomtatókba - nagy felületek - molnápoloskák Molekuláis ételmezés felülethez közel levő észecskék különös helyzetben vannak.

felületi feszültség definíciói felület egységnyi vonaldaabjáa a vonaldaaba meőlegesen a felület éintősíkjában ható eő. F= l - felületi feszültség l - a vonaldaab hossza F l Métékegysége: N/m s z egységnyi felület létehozásához szükséges munka. Fs= W= =ls - felületi feszültség - felszín Métékegysége: J/m felület szabadentalpiája dw d Munkavégzés a endsze G szabadentalpiája nő. W h G G G H TS H T T d h T mindig dt h= a felület entalpiája - mindig > 0! p

felületi feszültség meghatáozása Kapilláisemelkedés méésével 1 F α g h h1 h h 1 h g 1 1 Sztalagmométeel V = állandó g V zg z 1 z 1 1 z B 1 z 1 z 1 1 = a méendő oldat felületi feszültsége = az összehasonlító oldat felületi feszültsége z1 = a méendő oldat cseppszáma z = az összehasonlító oldat cseppszáma 1 = a méendő oldat sűűsége = az összehasonlító oldat sűűsége 1 cm 3 víz 0 csepp olaj 47 csepp éte 90 csepp Néhány anyag felületi feszültsége (10 - N/m) Víz 7,8 Met-OH,8 Et-OH,0 Etil-éte 1,70 Hg 40,0

Göbületi nyomás R R > Pt ~ 1/R Laplace I. tétele

z éfal egységnyi felületée a h falvastagságtól függő nyomás: h p T T p h Laplace tövény - viszétágulások!! Felületaktív anyagok Kapilláaktivitás alkohol c.mc. koncentáció tenzid, detegens c.mc. a felületaktív anyag koncentációja kitikus micellakoncentáció (c.m.c.) meghatáozása. - klasszikus fényszóás - szedimentáció - kis szögű öntgenszóás - abszopciós spektum megváltozása (festék szolibilizáció) - vezetőképesség méése detegensek csopotosítása a) Fejcsopot szeint - anionos (kaboxilát, szulfát, szulfonát) (főleg Na + - és K + - sók, Pl. SDS) - kettős ionos (betainok: R3-N + -CH-COO - ) - nem-ionos (polioxietilének: Titon) - kationos (LDO, CTB) b) Faokcsopot szeint - egyenes és elágazó láncú szénhidogének - szteoidok

1.. tanszpotfolyamatok általános jellemzése - z anyagcsee és a tanszpotfolyamatok. - Makotanszpot : jelentős anyagmennyiségek tanszpotja : csöveken, edényeken keesztül : nagyobb távolságokban - Mikotanszpot : kis téfogatokban : diffúzió útján : kisebb távolságokban Áameősség: Áamsűűség: dm I dt J di d dt idő alatt egy kijelölt felületen dm mennyiség áamlik át - a kijelölt felülete jellemző - m lehet: tömeg, téfogat, elektomos töltés, stb di a d felületen meőleges iányban átfolyó tanszpot eőssége - vektomennyiség (iánya = az áamlás iányával) - az áamlási té minden pontján ételmezzük -diffeenciális jellemző Fajlagos vezetőképesség: du J g dx potenciálgádiens fajlagos vezetőképesség áamsűűség U: - potenciálfüggvény : - negatív gádiense bámely pontban megadja az e pontban ható hajtóeőt (potenciális enegia, elektomos potenciál, hőméséklet koncentációkülönbség) g: - általánosított (fajlagos) vezetőképesség Tanszpotfolyamat mi áamlik Potenciál Folyadékok és gázok makoszkopikus anyag nyomás tanszpotja Diffúzió molekulák koncentáció Hőcsee hő hőméséklet Elektomos áam ionok, elektonok elektomos potenciál

1.3. Folyadékok és gázok áamlása 1.3.1. Áamló folyadékok a) Ideális folyadékok áamlása súlódásmentes és összenyomhatatlan folyadékokat ideális folyadéknak nevezzük Kontinuitási egyenlet Stacionáius áamlás: cső teljes keesztmetszetée vonatkoztatott áameősség a cső mentén mindenütt ugyanakkoa (dm/dt állandó). z áamlás jellemzői (p, v) az időtől függetlenek. 1 s1=v1t s=vt c: konstans lkalmazása: dm I dt m=cvt I=cv v 1 1 = v =konstans 50 40 keesztmetszet (mm ) 30 0 10 sebesség (cm/s) 0-10 aota atéiák hajszáleek vénák

Benoulli-tövénye:

p + g h + ½ v = konst. dinamikus nyomás hidosztatikai nyomás statikus nyomás lkalmazások: Ventui-cső, Pitot-cső, Bunsen-égő, festékszóó, epülés, huikánok stb. Ventui cső Pitot-cső: Pandtl-cső: Állandó áamlás csak állandó nyomásgádiens esetén lehetséges. vé azonban anomális folyadék lásd később.

b) Viszkózus folyadékok áamlása Newton-féle súlódási tövény F v h h F v v=0 sebességesés belső súlódási együttható nyíófeszültség SI métékegysége F h v N m Pa m m s s m a h v m kg s m m m s kg m s folyadék glicein vé víz levegő Viszkozitás 0,83 0,00-0,004 0,001 0,00001 (Pa s) viszkozitás molekuláis ételmezése (Fenkel-féle lyukelmélet) konst. e E kt E = lyukátmenet aktiválási enegiája T = abszolút hőméséklet k = Boltzman-állandó = 1,38 10-3 J/K E 10-0 J hőmozgás aktiválási enegiája Kinetikus gázelméletből: E = 3/kT. 3/RT = 3/*8.314 J/Kmol 98 K = 3.716 kj/mol RT.5 kj/mol Összehasonlításképp ------ fény szabadenegiája: E(660 nm) = 180 kj/mol; E(800 nm) = 149 kj/mol

Gázok viszkozitása: nő a hőméséklet növekedésével. Hagen-Poiseuille tövény R p v R 4 L s -p = nyomásesés az L hosszon -η = viszkozitás -Rs = a cső sugaa - = áamlási éteg távolsága a cső közepétől paabolikus pofil di = v٠d = v٠٠٠٠d I V t 1 p 8 L 4 R s Elektomos áamköi analógia: Ohm tövényből: U 8 L R R 4 I R s I U R U l J I J 1 U l U g l fajlagos ellenállás fajlagos vezetőképesség Szevek véellátása a páhuzamosan kapcsolt elektomos fogyasztók analógiája alapján. G = 1/R Geedő = G1 + G + G3 + (páhuzamos kapcsolásnál) Reedő = R1 + R + R3 + (soos kapcsolásnál) Ékeesztmetszet növelése ellenállás csökkentése véellátás növelése. Viszkozitásméés - Ostwald-féle viszkoziméte - Höpple-féle viszkoziméte - Silanos-féle viszkoziméte

1.3.. Lamináis és tubulens áamlás Kitikus sebesség: I 1 1 > v kit. R e I V t 1 p 8 L 4 R s p = a cső sugaa (vagy észecskeméet) = viszkozitás = folyadék sűűsége Re = Reynolds féle szám Élet kis Reynolds számok közelében. viszkózus eők sokkal jelentősebbek a tehetetlenségi eőknél. Fs=6πμv F=m a=m(dv/dt) R e tehetetlenségi eő közeg viszkozitása v paaméte hal baktéium Víz sűűsége 1 g/cm 3 Víz dinamikus 10 - g/cm s viszkozitása Méet 10 cm 10-4 cm Sebesség 100 cm/s 10-3 cm/s Reynolds szám 10 5 10-5 Mekkoa utat tesz meg a baktéium, ha abbahagyja az úszást?

dv m 6v dt dv 6v dt v m v( t) v 0 e t 10 7 s d 0 v( t) d( t) v 0 Ha v(0)= 10-3 cm/s, akko d=4 10-10 cm = 0,04Å. H-atom átméője! 1.3.3. nem-newtoni folyadékok, a véáamlás egyéb sajátosságai Newton-féle súlódási tövény szeint: F v h F nem-newtoni folyadék newtoni folyadék véáamlás egyéb sajátságai - a szív lüktetve pumpálja a vét, pulzáló áamlás - a vé ugalmas falú csüvekben áamlik - az atéiák elágazásainál lükéshullámok keletkezhetnek - a légzés miatt is nyomásváltozások keletkezhetenek - a vé endhagyó viszkozitása v h

Áamlás ugalmas és meev falú csőben I V t 1 p 8 L 4 R s meev falú ugalmas falú nyomásváltozás intenzitásváltozás ugalmas falú csőben való áamlás előnyei: - alacsonyabb maximum kevésbé enegiaigényes - a vé áamlása egyenletesebb - kisebb maximális sebesség tubulencia esélye is kisebb - kisímítja a visszavet hullámokat Elektomos áamköi analógia R Ut RC<< Ube C RC RC>> U t U 0 e t RC t