Номер 4, страница 142, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

4. Какая высота называется геодезической, какая пьезометрической и какая гидродинамической?

Геодезическая высота — это потенциальная энергия положения, отнесенная к единице веса жидкости. Она представляет собой вертикальное расстояние (координату $\text{z}$) от центра тяжести рассматриваемого сечения потока до произвольно выбранной горизонтальной плоскости сравнения (плоскости нулевого отсчета). Эта величина является одним из слагаемых в уравнении Бернулли и измеряется в метрах.

Ответ: Геодезическая высота $\text{z}$ — это высота точки потока над условной горизонтальной плоскостью отсчета.

Пьезометрическая высота — это сумма геодезической высоты и высоты, соответствующей давлению (пьезометрического напора). Эта величина представляет собой удельную потенциальную энергию жидкости (сумму энергии положения и энергии давления). Она равна высоте, на которую поднимется жидкость в измерительной трубке (пьезометре), присоединенной к данной точке потока. Пьезометрическая высота вычисляется по формуле: $H_п = z + \frac{p}{\rho g}$, где $\text{z}$ — геодезическая высота, $\text{p}$ — избыточное статическое давление в точке, $\rho$ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения. Линия, соединяющая значения пьезометрической высоты вдоль потока, называется пьезометрической линией.

Ответ: Пьезометрическая высота — это сумма геодезической высоты и пьезометрического напора, характеризующая удельную потенциальную энергию жидкости: $H_п = z + \frac{p}{\rho g}$.

Гидродинамическая высота (также называется полным напором или полной высотой) — это полная удельная энергия жидкости в рассматриваемой точке потока. Она является суммой трех составляющих: геодезической высоты ($\text{z}$), пьезометрического напора ($\frac{p}{\rho g}$) и скоростного напора ($\frac{v^2}{2g}$), который представляет удельную кинетическую энергию. Полный напор определяется уравнением Бернулли и для идеальной жидкости является постоянной величиной вдоль линии тока. Для реальной жидкости он уменьшается из-за гидравлических потерь. Гидродинамическая высота вычисляется по формуле: $H = z + \frac{p}{\rho g} + \frac{v^2}{2g}$, где $\text{v}$ — средняя скорость потока в сечении.

Ответ: Гидродинамическая высота (полный напор) — это полная удельная энергия потока, равная сумме геодезической высоты, пьезометрического напора и скоростного напора: $H = z + \frac{p}{\rho g} + \frac{v^2}{2g}$.