2_1_Tekutiny

KO 2.1.-21 Proč Bernoulliova rovnice neplatí pro proudění reálné kapaliny ? 

KO 2.1.-22 V čem spočívá hydrodynamický paradox ? 

KO 2.1.-23 Budeme-li kapalinu v nádobě stlačovat pístem, bude výtoková rychlost otvorem ve 
dně dána vztahem 2.1.-26 ? Zdůvodněte. 

2.1.5. Vnitřní tření  

1. Pochopit podstatu sil vnitřního tření v reálné tekutině. 

2. Umět definovat dynamickou viskozitu tekutin. 

278 

Voda  i  jiné  kapaliny  se  při  proudění  nechovají  jako  ideální  kapalina.  Při 
proudění  reálné  (skutečné)  kapaliny  se  objevují  v kapalině  síly  brzdící 
její  pohyb,  které  mají  původ  ve  vzájemném  silovém  působení  částic 
kapaliny. Tyto síly nazýváme 

síly vnitřního tření. 

O  jejich  existenci  se  lze  přesvědčit  následujícím  pokusem.  Použijeme 
nádobu, 

ze 

které 

vychází 

vodorovná 

trubice 

stálého 

průřezu 

s manometrickými  trubicemi  (Obr.2.1.-27).  Nádobu  naplníme  vodou  a  uzavřeme  výtokový 
otvor. Výška hladin v manometrických trubicích bude h, tj. bude stejná jako v nádobě (nádoba 
a manometrické trubice jsou spojenými nádobami). 

Obr.2.1.-27 

Kdyby voda v nádobě byla ideální kapalinou, pak při otevření výtokového otvoru by vytékala 

rychlostí o velikosti 

h

g

v

2

=

 (platí Bernoulliova rovnice) a v manometrických trubicích by 

voda  nevystoupila  vůbec  (veškerá  tlaková  energie  by  se  přeměnila  na  kinetickou  energii 
vytékající kapaliny). 

Ve  skutečnosti  při  otevření  výtokového  otvoru  poklesne  výška  sloupců  v manometrických 
trubicích a ustálí se, jak je znázorněno na Obr.2.1.-27. Protože trubice má stálý průřez, je podle 
rovnice  kontinuity  velikost  střední  rychlosti  proudící  vody  po  celé  délce  trubice  stejná.  Je  ale 
menší  než  rychlost,  kterou  by  vytékala  voda  přímo  z otvoru  ve  stěně.  Podél  trubice  dochází 
k rovnoměrnému poklesu tlaku. Tlak vody u výtokového otvoru z trubice roven nule. Spojnice 
středů  volných  hladin  v manometrických  trubicích  protne  stěnu  nádoby  v hloubce  h1  pod 
volnou  hladinou  v nádobě.  Tato  hloubka  určuje  část  tlakové  energie,  která  se  změnila 
v kinetickou  energii  vytékající  vody.  Zbývající  tlaková  energie  se  mění  postupně  podél  celé 
trubice  ve  vnitřní  energii  kapaliny  (zvýší  se  teplota  vytékající  kapaliny).Část  tlakové  energie, 
která  se  změní  na  vnitřní  energii  proudící  kapaliny,  je  rovna  práci  vykonané  silami  vnitřního 
tření v proudící kapalině.