基本信息
编辑推荐
青少年及大众读者;科学爱好者。
内容简介
物理书籍
在我们生活的世界中,各种各样形形色色的事物和现象,其中都必定包含着科学的成分。在这些成分中,有些是你所熟知的,有些是你未知的,有些是你还一知半解的。面对未知的世界,好奇的你是不是有很多疑惑、不解和期待呢?!“形形色色的科学”趣味科普丛书,把我们身边方方面面的科学知识活灵活现、生动有趣地展示给你,让你在畅快阅读中收获这些鲜活的科学知识!
空气和水是我们日常生活中最常见的流体,它们虽然有类似的运动方式,但是却有着迥异的性质。飞机为什么能够飞行?水槽中的水为什么越接近排水口流速就越快?游泳衣的材料设计为什么要模仿鱼类?新干线的外形设计又有什么玄机?读读《流动中的力量:图解流体力学》这本书,你就明白了!
《流动中的力量:图解流体力学》适合青少年读者、科学爱好者以及大众读者阅读。
作译者
目录
001 看我七十二变 流体的流动性
002 应用流体流动性的应用 混凝土搅拌车和轻合金轮胎
003 自行车轮胎的空气压 压强是怎么产生的?
004 压强的单位是帕斯卡 压强单位的符号是Pa
005 用吸管喝果汁时果汁的运动 关于压强的分析方法
006 从重量到力 重力和力
007 空气和水产生的压强 气压和水压
008 水受热不会膨胀,但空气受热后会膨胀受热和体积变化
009 水受到挤压也不会缩小,空气受到挤压会缩小受力和体积的变化
010 火灾报警器和燃气发动机 体积变化的应用
COLUMN 关于气塞现象的思考
第2章 流体性质的应用
011 水和空气的黏度不一样 黏性
012 倍力装置的结构 帕斯卡原理
013 汽车的制动装置 帕斯卡原理的应用
014 流体作用于物体上的力 浮力
015 物体是漂浮还是下沉取决于比重的大小 比重和浮力
016 利用浮力搭建运载船只的电梯 闸门
书摘
流体的流动性
水和空气是我们身边最具有代表性的流体。流体本身并没有特定的形状,能够被装进任何形状的容器中,就像风和河流一样,能够自由地流动,这就是流体的流动性。如图1所示,把水装进瓶子中,容器的下部就会聚积水,而容器的上方则会充满空气,虽然我们用眼睛看不到。将这个容器倾斜,水和空气的形状很容易就会发生变化。
具有这种流动性的物体不仅有空气和水,沙漏中的沙粒也能够沿着颈部管道向下流动。就像自来水管道的水龙头能够控制水流大小那样,如果沙漏的颈部管道变粗,沙子流出的时间就变短,反之沙子流出的时间就变长。如上所述,细微的粉状体等物质也与流体一样具有流动性。在工厂的生产车间,小螺丝钉等微小零部件的运送过程利用的是振动作用,这就是送料机(零部件供给装置)的工作原理。送料机不仅能传送零部件,还能将东倒西歪的零部件通过震动作用在传送过程中整理得依头顺尾,这就是送料机的特征。像送料机上的小螺丝钉那样,“全体成员”自由地改变姿态并同时移动的形式与流体的流动性非常相似。
电动吸尘器在工作时将空气和垃圾同时吸进内部,然后在吸尘器内部将垃圾从空气和垃圾的混合流体中分离出来,仅将空气排出。对于微小的垃圾和灰尘等细微的物体,很难将它们一个一个拣出来,电动吸尘器将它们混杂在空气中,赋予它们类似流体的流动性后,就能够一起将它们全部吸收了。
煤气罐能把工厂生产的煤气暂时储存起来,然后根据消费者的具体消费量来调整供给量,并方便运输。提供这种服务的地方就是煤气供应站。煤气供应站利用的就是流体的流动性。煤气能够装进任何容器,所以我们将煤气装进煤气罐中,并调整供应量,便于储存保管。
流体流动性的应用
混凝土搅拌车和轻合金轮胎
在我们的日常生活中,从如何利用水和空气这类问题出发,与流体相关的技术和学问得以逐渐形成。图1中展示的螺旋式抽水机是古希腊数学家阿基米德(公元前287 年至公元前212 年)的功绩之一,是螺旋相关的数学概念转化成实用性技术和力学知识的一个典型例证。螺旋式抽水机的工作原理是,通过管道内具有螺旋面的轴承旋转,通过螺旋面水被从低处带到高处。螺旋式抽水机的用途非常广泛,主要用于灌溉或者将浸入船体的水排出船外等。在日本江户时代的佐渡金山有一种水轮装置,其原理被广泛应用于运送流体以及各种各样的流动物体,如从低洼的坑里往上打水,以及今天被广泛使用的螺旋式输送机等。混凝土搅拌车的滚筒内侧设置了一对螺旋状的扇叶,在运输过程中通过滚筒的旋转带动扇叶旋转来搅拌水泥以防止其凝固,送到目的地后通过反方向旋转滚筒,利用扇叶的螺旋面将混凝土排出车外。
金属在常温下是固体,加热到熔点以上金属也会融化变成液体,于是金属也具有了流动性。把熔融金属从浇口注入用耐热材料制作的模具中,冷却凝固后取出,就像把水冷却变成冰那样,便制作出与模具的空洞部分形状相同的产品。如上所述,利用液体的流动性制作形状复杂的产品的加工方法,称为铸造。
图2中展示的汽车所用的轻铝合金轮胎就是采用“压力铸造法”制作出来的,
它是在高压作用下将熔融金属以较高的速度填充进金属制铸型中制作而成的。利
用这种铸造方法,在一个模具损耗破损之前,能够一直使用该模具进行批量生产。
铁壶、装饰性工艺品等产品,则是采用“砂型铸造法”制作出来的,所谓砂型铸造
法,指的是用沙子制作铸型,然后将熔融金属填充到铸型型腔,等凝固后打碎铸
型取出产品的铸造方法,砂型铸造法中一个模具只能使用一次,只能制造一个
产品。
自行车轮胎的气压
压强是怎么产生的?
自行车的脚蹬太沉,骑着很费劲,这时用手指捏捏轮胎可能会发现,轮胎里
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