Aerostatika

Aerostatika jest podoblast statike fluida koja se bavi proučavanjem plinova koji se ne kreću u odnosu na koordinatni sistem u kojem se razmatraju. Aerostatika proučava raspodjelu gustoće, posebno u zraku. Jedna od primjena ovoga je barometrijska formula.

Aerostat jest letjelica lakša od aviona, poput zračnog broda ili balona, koja koristi principe aerostatike za lebdenje.

Osnovni zakoni

Obrada jednačina ponašanja gasovitog stanja u mirovanju obično se, kao i u statici fluida, započinje razmatranjem opštih jednačina impulsa za protok fluida, koje se mogu izraziti kao:

$\rho [{\partial U_{j} \over \partial t}+U_{i}{\partial U_{j} \over \partial t}]=-{\partial P \over \partial x_{j}}-{\partial \tau _{ij} \over \partial x_{i}}+\rho g_{j}$

gdje $\rho$ je masena gustoća fluida, $U_{j}$ je trenutna brzina, $P$ je pritisak fluida, $g$ su vanjske sile tijela koje djeluju na fluid, i $\tau _{ij}$ je koeficijent prenosa impulsa. Kako statička priroda fluida to nalaže $U_{j}=0$ , i to $\tau _{ij}=0$ , sljedeći sljedeći skup parcijalnih diferencijalnih jednačina predstavljaju osnovne jednačine aerostatike.^[1]^:154

${\partial P \over \partial x_{j}}=\rho g_{j}$

Međutim, prisustvo nekonstantne gustoće, kakva se nalazi u gasovitim fluidnim sistemima (zbog kompresibilnosti plinova), zahtjeva uključivanje zakona idealnog gasa:

${P \over \rho }=RT$ ,

gdje $R$ označava univerzalnu gasnu konstantu, a $T$ temperatura gasa, kako bi se dobile validne aerostatske parcijalne diferencijalne jednačine:

${\partial P \over \partial x_{j}}=\rho {\hat {g_{j}}}={P \over \ RT}{\hat {g_{j}}}$ ,

što se može koristiti za izračunavanje raspodjele pritiska u gasovima čija su termodinamička stanja data jednačinom stanja za idealne gasove.^[1]^:183

Polja proučavanja

Atmosferski pritisak
Sastav planinskog zraka
Poprečni presjek atmosfere
Gustoća plina
Difuzija plina u tlu
Pritisak plinova
Kinetička teorija plinova
Parcijalni pritisci u mješavinama plinova
Mjerenje pritiska
Promjene atmosferskog pritiska

Također pogledajte

Reference

1 2 Durst, Franz (1. 9. 2008). An Introduction to Theory of Fluid Flows. Springer science and business media, 2008. ISBN 978-3540713425. Pristupljeno 27. 10. 2016.

[Durst-1] 1 2 Durst, Franz (1. 9. 2008). An Introduction to Theory of Fluid Flows. Springer science and business media, 2008. ISBN 978-3540713425. Pristupljeno 27. 10. 2016.

[1]