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Titolo: Fluidi in movimento e pressione

Salve a tutti.
Scusate, vi faccio una domanda "strana". Forse è qualcosa che dovrei sapere
già di mio ma di fatto non consco la risposta.
Perchè in un fluido in movimento la pressione diminuisce? Non mi riferisco all
leggi della fluidodinamica, a livello matematico so come funziona. Quello che
vorrei sapere è il processo FISICO che fa si che la pressione se misurata in
un fluido in movimento sia minore...
All'inizio avevo pensato alla diminuzione della pressione per via del cambio
di direzione della velocità (e dunque del momento) delle molecoli componenti
il fluido rispetto alle pareti del contenitore o del condotto (e/o dello
strumento di misura), però ciò non funziona, in quanto, ad esempio, se il
fluido scorre in regime laminare in un condotto cilindrico rettilineo, la
pressione all'interno del condotto diminuisce (rispetto al fluido "a riposo")
anche se la componente di velocità della molecole perpendicolare alla parete
del "tubo" (che determina dunque, collettivamente, la pressione) non viene
influenzata dal moto d'assieme...
In che bicchier d'acqua mi sto perdendo?
-- 
"All science is either physics or stamp collecting."
Ernest Rutherford.
"All science is either physics AND stamp collecting".
Somewhere on the net


Devi concentrarti sulla conservazione dell'energia, che poi è il punto
di partenza per arrivare alle formule che già ti sono chiare.

 di partenza per arrivare alle formule che già ti sono chiare.
Cosa?
Forse non sosno stato chiaro. Volevo dire: a livello microscopico, cosa
succede?


 cosa succede?
Per capire il teorema di Bernoulli la prima cosa da fare e' di
enunciarlo al rovescio: invece di dire che la pressione diminuisce
dove la velocit'a aumenta, dire che la pressione e' maggiore dove la
velocita' e' minore.
Allora si capisce subito: se il fluido deve passare da una velocita'
piu' bassa a una piu' alta, qualcuno lo deve spingere, e c'e' solo
disponibile la differenza di pressione.
Quindi la pressione a monte deve essere maggiore di quella a valle.
Se vuoi una spiegazione microscopica, devi precisare che modello
di fluido consideri.
Per es. in un gas, se non cambia la temperatura, l'unico modo di avere
una pressione maggiore e' di avere maggiore la densita'.
Ossia il gas *si addensa* a monte della regione dove sta accelerando.
Se pensi invece a un liquido, il meccanismo della pressione e'
diverso: non sono semplicemnte gli urti delle molecole, ma anche
interazioni fra molecole piu' o meno vicine.
Ma e' la stessa cosa: anche se la densita' non sara' sensibilmente
diversa, il liquido dovra' addensarsi a monte, quel tanto che basta
perche' le molecole si spingano di piu' tra loro.
-- 
Elio Fabri

 perche' le molecole si spingano di piu' tra loro.
Non é che avresti vogli di darmi una spiegazione dettagliata, vero? Le ricerce
in rete non mi hanno portato molto lontano. É un dubbio che mi porto dietro
da anni. Qualcuno un volta mi accennò che ci sono di mezzo effetti
quantistici, ma poi non si dilungò oltre.
Grazie per la risposta.


 so quanto realistico sia un modellol simile
Per un gas va benissimo. Pensa che con il modello a sfere dure si 
possono fare simulazioni decenti anche di liquidi.

 possono fare simulazioni decenti anche di liquidi.
Ok. grazie per la conferma. Ancora sono in attesa di risposta alla domanda
iniziale :p


 mezzo effetti quantistici, ma poi non si dilungï¿œ oltre.
Non e' questione di aver voglia, e' che non mi e' chiaro che cosa
vorresti sapere.
Forse vuoi solo un'interpretazione microscopica della pressione?
Cosi' pure non capisco che cosa sarebbero questi "effetti
quantistici"...
 
-- 
Elio Fabri

 quantistici"...
Lascia perdere, stavo solo riferendo delle risposte fantomatiche che mi erano
state date in precedenza.
Grazie!


 dovrebbe cambiare, giusto?
La pressione e' il doppio del'impulso medio delle molecole  *per il numero 
medio degli urti* nell'unita' di tempo e nell'unita' di superficie. E' 
quest'ultimo che cambia.
Pensa a un tubicino molto lungo, collegato da un lato a una bombola molto 
grande sotto (leggera) pressione, e dall'altro a un rubinetto sull'aria libera. 
Tutto isotermo, quindi con velocita' media delle molecole eguale ovunque.
Quando apri ("istantaneamente") il rubinetto, dal settore di tubo di lunghezza 
dl immediatamente prossimo al rubinetto esce, in aria libera, una quantita' di 
molecole superiore a quello che entra, la densita' e quindi la pressione 
diminuisce (in tutte le direzioni, la pressione e' isotropa) e lo stesso 
scambio asimmetrico inizia fra il primo dl e il dl successivo.
L'onda (a scalino) di depressione si propaga lungo il tubo con la velocita' del 
suono (mantenendo la sua forma, non c'e' dispersione fra le varie frequenze) 
all'interno della bombola diventa un'onda sferica, decadendo rapidamente in 
ampiezza (con 1/r^2, r distanza dall'attacco del tubicino).
La pressione interna della bombola, per un tempo abbastanza lungo, rimane 
pressoche' costante e continua ad alimentare il flusso stazionario del gas nel 
tubo, dove pero' densita' *e quindi* pressione sono inferiori.
ciao
--
TRu-TS


La densit� non � "sensibilmente diversa" manco nel gas, se valgono le
ipotesi di Bernoulli "classico". Quant'� l'aumento di densit�
percentuale per un flusso d'aria a TPS a 30 m/s che rallenta a 20 m/s?
Bassino, eh? E stiamo parlando di un venticello che passa da 108 a 72
km/h.
arianefour

 ...
Ho i miei dubbi che il tuo modello aiuti l'OP a capire che cosa
succede, perche' (di necessita') hai dovuto tirare in ballo le onde...
Per di piu' avrei due obiezioni, che ti dico in un orecchio :-)
1) Nel punto dove il tubo si raccorda alla bombola avrai un'onda
riflessa, a complicare le cose.
2) L'onda nella bombola andra' come 1/r, non come 1/r^2, mi pare.
 
-- 
Elio Fabri

 km/h.
Tutto sta ad intendersi...
La variazione percentuale di densita' e' uguale a quella della
pressione. Quindi se ritieni importante pensare alla variazione di
pressione, perche' non e' importante quella della densita'?
(L'interrogativo e' retorico, perche' la risposta la so... Ma resta il
fatto che la densita' varia, tanto quanto la pressione.)
Invece in un liquido e' tutto diverso, perche' la comprimibilita' e'
molto molto minore: 5 ordini di grandezza o giu' di li'.
Questo volevo sottolineare.
 
-- 
Elio Fabri

In che bicchier d'acqua mi sto perdendo?
IMO  stai confondendo perch�  le molecole hanno anche un moto termico.
Che � poi quello che crea
la pressione
E credo che tu tenda  a voler legare cose slegate, il moto di
traslazione e quello caotico termico
( la situazione ricorda un p� il dift degli elettroni).
Coi gas � possibile fare confusione.
Esercizio:
Prova a pensare a cosa succede a  un getto di sabbia, particelle a
contatto.
C'� pressione fra le particelle ? si!
Anche se in questo caso la pressione non � legata a movimento; per cui
non ti viene da collegare variazione di pressione con *due* variazioni
di velocit� .
Diminuisce la velocit� termica , ma aumenta quella di traslazione.

 :)
Chiaro. In ogni caso credevo che ci fosse una spiegazione immediata, ma mi
pare che la faccenda sia piï¿œ complicata di come credevo.


 nel tubo, dove pero' densita' *e quindi* pressione sono inferiori.
Ti ringrazio per il tempo che mi hai dedicato. Ma devo essere sincero, non mi
si sono chiarite tanto le idee... Non prenderla a male: probabilmente, come
anticipato, il limite ï¿œ mio.
Grazie ancora.


 un fluido in movimento sia minore...
Non so se ti puo' servire, in maniera probabilmente semplicistica io
la vedo cosi': immagina una massa m in moto unidimensionale vincolata
ad una parete fissa, tramite una molla (classico esempio del moto
armonico). Dove la forza applicata dalla molla su m e' maggiore, la
velocita' e' minore e dove la velocita' e' maggiore, la forza e'
minore.
Analogamente, in un fluido, quando la portata e' uniforme (non dipende
dalla posizione) e' valido il teorema di Bernoulli: se l'altezza del
tubo in cui scorre il fluido e' sempre la stessa, in modo da escludere
l'energia potenziale gravitazionale, preso un elemento di fluido di
massa m, si ha che nei punti in cui l'energia cinetica dell'elemento
di fluido e' maggiore, l'energia "potenziale elastica" dovuta alla
pressione deve essere minore e viceversa (l'energia si conserva).

 pressione deve essere minore e viceversa (l'energia si conserva).
Vedo che l'hai messa tra virgolette, ma comunque e' un'idea del tutto
errata, anche se piuttosto diffusa, credo anche in testi universitari
(d'ingegneria, mi pare).
Se il fluido e' incomprimibile e' ovvio che non ci puo' essere niente
di elastico.
Ma anche se e' comprimibile, l'energia potenziale elastica (che in
quel caso esiste) non ha proprio niente a che vedere col teorema di
Bernoulli.
 
-- 
Elio Fabri