примесей не находит подтверждения в тонких опытах по изучению
перераспределений примесей и в волнах, в которых первоначально
однородная суспензия приобретает тонкую структуру [15], и в вихрях,
где пятно краски трансформируется в спиральные рукава, винтовые
линии и расщепляется на отдельные волокна [16].
Отсутствие критериев идентификации “жидкой частицы” означает,
что “скорость жидкости” — производное математическое понятие, а
не физически наблюдаемый параметр течения, для которого можно
указать методику оценки погрешности в ходе опыта и возможность
ее уменьшения до заданного значения. Необходимость выполнения
критерия наблюдаемости физических величин отмечали Дж.Г. Стокс,
Дж.К. Максвелл, О. Рейнольдс и другие гидродинамики, однако анализ
условий наблюдаемости “жидкой частицы” ранее не проводился.
Наблюдаемый параметр течения — импульс
p
, который может оце-
ниваться по силовому действию движущейся жидкости на препят-
ствие и по расходу жидкости через выбранное сечение потока. Два
независимых метода определения позволяют строить процедуру не-
посредственной оценки погрешности измерения. Скорость жидкости
определяется как отношение двух наблюдаемых переменных величин:
импульса и плотности жидкости
v = p
/ρ
в выбранной системе ко-
ординат. При этом “движение” (преобразование системы координат в
себя) теряет эквивалентность с “течением” (потоком импульса среды).
Еще одно важное следствие различия понятий “движение” и “те-
чение” заключается в следующем. В механике твердого тела суще-
ствует универсальный временн´ой масштаб, задаваемый отношением
линейного масштаба (расстояния, или размера тела) к скорости. В те-
чениях жидкости, где происходит обмен энергией между внешними
(механическими) и внутренними (атомно-молекулярными) степенями
свободы, появляется дополнительный временн ´ой масштаб, характе-
ризующий его скорость, который может быть и большим (влияние
диффузионных эффектов) и достаточно малым (уничтожение свобод-
ной поверхности и быстрое освобождение доступной потенциальной
энергии). Указанный свободный параметр затрудняет разработку уни-
версальных методов описания течений.
К числу наиболее распространенных параметров, определяющих
механические, термодинамические и кинетические свойства жидко-
сти, относятся термодинамические потенциалы (внутренняя энергия
e
, энтальпия, свободная энергия и потенциал Гиббса), которые харак-
теризуются параметрами состояния (плотность
ρ
, давление
P
, темпе-
ратура
T
, энтропия
s
, концентрация
i
-й примеси
S
i
). С учетом удоб-
ства описания выделенными полагаются плотность
ρ
=
ρ
(
p, T, S
i
)
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 6
75
