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I.6 流體

I.6 流體. 流體包含液體和氣體 流體無法承受剪應力. I.6.1 Density and pressure. density pressure. [Pascal(Pa)]. 密度. 壓力. Ex.6-1 教室內的空氣. 室內空氣之重量 施予地板之作用力. I.6.2 巴斯葛原理. 巴斯葛原理（ Pascal’s Pinciple ） 施加於 一密封，不可壓縮的流體的壓力，可以毫不消滅地傳遞至流體的所有部分。. 液壓裝置（ hydraulic press ）. 因能量守恆，兩端所做的功（ W ）相同

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I.6 流體

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Presentation Transcript

  1. I.6 流體 • 流體包含液體和氣體 • 流體無法承受剪應力

  2. I.6.1 Density and pressure • density • pressure [Pascal(Pa)]

  3. 密度

  4. 壓力

  5. Ex.6-1 教室內的空氣 • 室內空氣之重量 • 施予地板之作用力

  6. I.6.2 巴斯葛原理 • 巴斯葛原理（Pascal’s Pinciple） • 施加於 一密封，不可壓縮的流體的壓力，可以毫不消滅地傳遞至流體的所有部分。

  7. 液壓裝置（hydraulic press） • 因能量守恆，兩端所做的功（W）相同 • W = Fd = Fd且Ad = Ad（不可壓縮）

  8. Ex. 6-1 液壓裝置應用例

  9. I.6.3 阿基米德（Archimede’s Principle） • 物體所受的浮力，等於其所排開之水重，其方向上通過被排開流體之重心。

  10. 二氧化碳 • August 21, 1986, Lake Nyos, Cameroon

  11. I.6.4 靜力平衡

  12. Ex.6-3 水壓 • 20cm vs. 6m long snorkel tubes • A 70 torr difference

  13. Ex.6-4 密度計

  14. Ex.6-5 水銀氣壓計

  15. Ex.6-5 開管壓力計

  16. Ex.6-5 冰山

  17. I.6.5 理想流體中的動力平衡 • 理想流體 • 穩流 Steady flow • 不可壓縮 Incompressible flow • 非粘滯 Nonviscous flow • 無轉動 Irrotational flow

  18. 穩流 Steady flow

  19. 流線 Streamline • Streamline: the path traced out by a tiny fluid element • Tube of flow: made up of streamlines

  20. 連續方程式

  21. Ex.6-6 大動脈與微血管

  22. Ex.6-7 水龍頭

  23. I.6.6 柏努利方程式

  24. Ex.6-8 動昇力（dynamic lift）

  25. 動昇力分析 • 機翼上下方距地面之高度接近y1 y2 • 由流線稀密知上方（1）v1大 故 P2 小，下方（2）v2小 故P2大，亦即P2＞P1 產生一向上之動昇力

  26. 變化球

  27. 家庭排水系統

  28. 速度、動昇力與飛行能力

  29. 速度與動昇力 Cl: Lift coefficient

  30. Scaling Law 翅膀截面積 特徵長度 水平飛行 愈大的鳥，所需之最低飛行速率愈高

  31. swift and and ostrich • swift (21km/h), ostrich is 25 times larger

  32. 真實流體 – 黏滯 邊界層

  33. II. 熱物理 (Thermal Physics) • 溫度與熱 • 熱膨脹 • 相變化（phase changes） • 熱傳遞（Heat transfer） • 氣體動力論（Kinetic Theory of gases） • 引擎與冷凍機

  34. II.1 溫度與熱 • The Celsius and Fahrenheit temperature scales • TF = (9/5)TC+32° • Kelvin Scale • TC = T – 273.15° • T3 = 273.16K triple point 水的三相點溫度

  35. 凱式攝氏與華氏溫標

  36. 攝氏與華氏溫標

  37. 從最高溫到最低溫

  38. 溫度計 • 定容氣體溫度計 • 熱偶溫度計 • Bimetallic strip • Optical pyrometer

  39. 定容氣體溫度計

  40. 凱氏溫標的定義

  41. 熱偶溫度計 (thermocouple) -240 ° C– 2700 °C

  42. Bimetallic strip and Optical pyrometer

  43. Thermogram

  44. 熱（heat）的定義和單位 Heat is the energy that is transferred between a system and its environment because of a temperature difference that exists between them • J = Joule（焦耳） • Cal = calorie（卡洛里） • Btu = British Thermal Unit

  45. Ex.1-1 A candy bar 350 大卡 • 供100W燈泡使用4.1h • 慢跑3 ~ 4mi

  46. II.2 熱膨脹

  47. Bimetallic strip switch

  48. 線膨脹與體膨脹

  49. 熱應力 Thermal stress

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