Propulsione aerea/Capitolo I°: differenze tra le versioni
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Ciascuna molecola è formata da uno o più atomi della stessa specie o specie diversa, collegati tra loro da forze di natura elettrica.
L'atomo, secondo le attuali vedute, è costitui da da un nucleo e da elettroni (atomi di elettricità) esterni al nucleo; il nucleo è costituito a sua volta, sempre secondo le attuali vedute, da un insieme di neutroni e protonitra loro associati da forze di "contatto" ancora non bene chiarite; neutroni e protoni
Il protone ha una carica elettrica uguale e contraria (positiva) a quella dell'elettrone (negativa); ne viene che in un atomo non [[w:ionizzazione|ionizzato]] si hanno protoni ed elettroni in ugual numero. Il numero di protoni del nucleo definisce le caratteristiche chimiche dell'elemento e rappresenta il rango dell'elemento nella scala periodica di Mendelleieff; il numero dei neutroni di un nucleo può variare entro limiti ristretti avendosicosì elementi di pari comportamento chimico e diverso t
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Nuclei ed elettroni sono a distanze relative grandissime (in scala atomica s'intende).La materia che ai nostri sensi appare compatta e continua, in realtà è vuota e discontinua.
Un atomo può perdere uno o più elettroni; allora dicesi ionizzato. Alcuni elettroni possono vibrare per cause svariatesenza dissociarsi dal nucleo; l'atomo in
Se il numero delle cariche del nucleo varia per un motivo qualsiasi cambia la natura fisica dell'elemento; è questa la trasformazione degli elementi, oggetto dello studio della fisica nucleare.
Quello che importa osservare è che tutte queste associazionie dissociazioni
Atomi o molecole sono sistemi complessi, costituiti di particelle di materia, elettricità, energia.
Nelle trasformazioni nucleari (atomiche) le energie in gioco sono enormemente più grandi che nelle
Nelle usuali trasformazioni chimiche o reazioni chimiche che dir si voglia, non si hanno trasformazioni dei nuclei, ciè degli atomi, ma trasformazioni delle molecole; in altre parolev engono soltanto interessati gli elettroni esterni di ogni atomo.
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Nei fenomeni della tecnica corrente le deviazioni dalla legge fondamentale sono inapprezzabili e si possono considerare valide separatamente le due leggi della conservazione della massa e della energia.
Usualmente l'energia si definisce come l'attitudine a produrre lavoro meccanico; l'energia può essere di natura diversa: muscolare, meccanica, termica, elettrica, magnetica, nucleare, elettromagnetica, chimica, molecolare, nucleare, etc.; tuttavia queste forme possono, con opportuni processi fisici e chimici, mutarsi l'una nell'altra secondo un tasso ben definito quando si usino unità di misura caratteristiche del
Le trasformazioni usuali più importanti che interessano la tecnica attuale in genere partono dall'energia termica in senso lato che viene trasformata in energia meccanica utile direttamente o con una trasformazione intermedia, elettrica; l'energia meccanica, a sua volta, si trasforma, con vicende più o meno complesse, in energia termica difficilmente riutilizzabile come energia meccanica.
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===Struttura dei gas===
Il gas è un sistema materiale costituito da numerosissime molecole libere guizzanti entro tutto lo spazio del sistema che le racchiude. Le molecole del gas possono essere monoatomiche,biatomiche, triatomiche ed in genere polatomiche.
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Le molecole nel loro moto disordinato si urtano scambievolmente e colpiscono le pareti del recipiente che le racchiude; la pressione del gas è dovuta proprio a questi [[w:urto elastico|urti incessanti di tipo elastico]] con le pareti; dato il grandissimo numero di molecolee la frequenza altissima degli urti, non è possibile avvertire in scala macroscopica la discontinuità intrinseca del fenomeno; così un manometro fornisce un valore fisso e costante della pressione; se il manometro fosse di dimensioni molecolari allora sarebbe possibile mettere in luce il numero discreto degli urti e quindi le fluttuazioni della pressione.
Quando le molecole vengono in collisione tra loro, si scambiano energia cinetica, [[w:Molecole#Moti_interni_nelle_molecole_poliatomiche|di traslazione e rotazione]] (per le molecole poliatomiche) come corpi perfettamente elastici; si tenga ben presente che le molecole hanno dimensioni estremamente piccole rispetto alle distanze che le dividono. La traiettoria di una molecola deve essere dunque pensata come una spezzata irregolare; ad ogni vertice corrisponde un urto con alra molecola, urto che modifica la direzione e grandezza della velocità.
E' bene avvertire che l'urto delle molecolein realtà non è dovuto a contatto materialecosì come avviene per una palla elastica macroscopica che ne urti un'altra; l'incontro di due molecole non è altro che un avvicinamentoa brevissima distanza che provoca l'insorgere di azioni elettriche repulsive dovute alle cariche elettriche intrinseche degli atomi.
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Generalmente nelle calcolazioni tecniche ci si rifetrisce all'unità di peso del gas e non al peso della Kg-mol: cioè si usa applicare la (1) e non la (2). Dividendo la (2) per la (1) si ha:
::::::::<math>\ {V\over v} = {B\over R}</math>
Ma ''V7v'', rapporto tra volume
:::::::::<math>\ R\ =\ {B\over M}</math>
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L'equazione (3) non viene di regola impiegata nello studio delle macchine termiche che interessano la tecnica della locomozione terrestre, maritima ed aerea; essa però ha molta importanza per le macchine frigorifere , [[w:legge di van der Waals|di liquefazione dei gas]], ew per tutti i processi che involgono stati condensati del gas.
Il gas ideale è concepito privo di attrito interno, di viscosità; in realtà i gas sono dotati di viscosità, viscosità che si manifesta quando strati di gas a contatto posseggono velocità relative; per convincersi di questo, si rammenti che un gas è forma con molecole in continua agitazione con velocità distribuite secondo la legge del caso; quando due strati a contatto hanno velocità globali relative diverse, si
Maxwell definì viscosità lo sforzo tangenziale '''τ''' per unità di superficie che si esercità tra due piani a distanza unitaria con differenza di velocità unitaria; naturalmente lo spazio tra i due piani è pieno di gas.
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Tutti gli aggregati materiali sono elastici; non esistono corpi pefettamente rigidi in natura.
Una qualsiasi perturbazione
Si dimostra in Meccanica che la velocità di propagazione
::::::<math>\ V_s=\sqrt {E\over \rho}</math>
Il modulo di [[w:modulo di elasticità longitudinale|modulo di elasticità longitudinale]] è il rapporto tra lo sforzo unitario di trazione o compressione e la relativa deformazione (allungamento o accorciamento percentuale); '''E''' si misura quindi in '''Kg/m<sup> 2</sup>'''. Per i liquidi ed i gas il modulo di
Per l'acqua, per esempio, '''E=212.000.000 Kg/m<sup>2</sup>;
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I gas sono caratterizzati da una grande compressibilità e, come si è visto, il loro stato fisico dipende da due dei tre parametri '''p''','''v''','''T'''. Quando la perturbazione si manifesta in seno al gas, si hanno variazioni non solo di '''p''' e '''v''', ma anche di '''T'''; il fenomeno non è dunque isotermico come a prima vista potrebbe sembrare; esso è invece un fatto fisico senza apporto o perdita di calore, è senza degradazione interna di energia; è [[w:isentropico|isentropico]] come suol dirsi, cioè senza variazione di entropia; su questo significato sarà discusso nei capitoli seguenti.
Il modulo di elasticità per i gas può essere ricavato con le seguenti considerazioni; si supponga di avere un cilindro pieno di gas a pressione '''p''' con un pistone a tenuta, mobile ad una estremità; spostando il pistone
::::::<math>\ E=-{dp\over {dl\over l}}=-{dp\over {dv\over v}}= -v{dp\over dv}</math>
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===Il numero di Mach===
Per definizione
Mach fu un ufficiale austriaco di artiglieria che per primo mise nella dovuta luce ,'importanza che ha la velocità del suono sulla resistenza aerodinamica dei proiettili.
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Quando '''V=v<sub>s</sub>''', cioè '''M=1''', l'andamento è segnato nella figura '''M=1'''.
Se '''V>v<sub>s</sub>''' la perturbazione è tutta contenuta entro il cono inviluppo delle sfere di pertgurbazione
Entro il cono si ha rumore, fuori silenzio; l'apertura del cono diminuisce col cescere della velocità di traslazione della sorgente; per '''V'''='''v<sub>s</sub>''' (fig.M=1) il cono degenera in un piano normale alla direzione di '''V''' ed il suono rimane contenuto nel semispazio interessato.
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Il numero di Mach avanti definito si riferisce alla velocità relativa non perturbata dalla presenza del corpo; la presenza del corpo di dimensioni finite ha l'effetto di incrementare (in senso vettoriale) la velocità dei vari filetti fluidi e gli incrementi sono più sensibili nelle vicinanze del corpo. Si avranno in certi punti del contorno dell'ostacolo aumenti locali della velocità rispetto alla '''V''' di traslazione, per esempio sul dorso delle ali, lungo il contorno di corpi affusolati, ecc; la velocità del filetto fluido che lambisce la superficie aumenta mentre la temperatura diminuisce per effetto dell'espansione; se ne conclude che al crescere di '''V''' già con corrente subsonica si raggiungerà localmente la velocità del suono.
Si defisce N° di Mach locale, Mach<sub>loc</sub>, il rapporto tra la velocità locale del suono per le condizioni del gas nel posto considerato. Si avrà quindi in certi posti '''M<sub>loc</sub>>1''' mentre '''M''' è ancota <1. La velocità '''V''' di traslazione del corpo, alla quale corrisponde
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Le formule precedenti servono a costruire la tabella dell'aria tipo sino a 20.000 metri. Tutti i calcoli concreti vengono fatti impiegando queste tabelle e tutte le caratteristiche di volo vengono fornite in aria tipo.
Si riportano alcuni dati concreti
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