ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретическое обоснование явления вязкости из "Свойства газов и жидкостей" Отклонения от изложенных правил в случае ассоциированных жидкостей Луцкий [20] объясняет образованием межмолекулярных или внутримолекулярных водородных связей. При этом наблюдаемые значения вязкости могут быть даже в 5—10 раз больше, чем рассчитанные по закономерностям изологического ряда. Причиной меньших отклонений является разница в форме молекул. [c.297] В отличие от газообразного и твердого агрегатных состояний, теория которых основывается на методах статистической механики и термодинамики, жидкое агрегатное состояние исследовано недостаточно. Отсутствие общей теории жидкого состояния не дает возможности разработать точные, теоретически обоснованные методы расчета вязкости жидкостей. [c.297] Попытки качественной интерпретации связаны с разными теориями структуры жидкой фазы. Как старая теория идеальной жидкости , построенной из идеально упругих шарообразных молекул [22], так и новейшая волновая теория вязкости жидкостей, предложенная Брийюэном [23] и дополненная Широковым [24], не дают количественного совпадения с экспериментальными данными. [c.298] Существует два взгляда на строение жидкостей, развившиеся в результате рентгенографических исследований структуры жидкостей. [c.298] По псевдокристаллической теории строения система расположения молекул в жидкости приближается к размещению их в кристалле. По мере удаления от некоторой молекулы, принятой за исходную точку при оценке закономерности расположения молекул, наблюдаются все большие отклонения от расположения, предусмотренного правильным чередованием. [c.298] В псевдокристаллической решетке жидкости вследствие непрерывного движения молекул все время образуются и исчезают свободные места, не занятые молекулами. На такой модели многочисленные авторы основывали интерпретацию результатов рентгенографических исследований и объяснение сущности явления вязкости жидкостей [25]. [c.298] По микрокристаллической теории строения [26] жидкость состоит из очень маленьких кристалликов, представляющих собою агрегаты нескольких десятков или нескольких сотен молекул. Комплексы эти неустойчивы, непрерывно меняют положение, распадаются и образуют новые так, что какая-либо определенная молекула непрерывно меняет группы и входит в состав все новых и новых комплексов. [c.298] При температурах, близких к температуре плавления вещества, его строение в жидком состоянии приближается по закономерности расположения молекул к строению кристалла твердого вещества. При высоких же температурах (близких к температуре кипения) состояние жидкости приближается к газовому агрегатному состоянию. На этой концепции строения жидкостей основываются методы Андраде [27] и теория Эйринга [28] о зависимости вязкости жидкости от температуры. [c.298] Если принять, что коэффициенты А и В — величины постоянные и не зависящие от температуры, то, как доказано, формула (УП-13) часто не выражает действительной зависимости вязкости жидкости от температуры. [c.299] Зависимость (У1П-14) основана на допущении, что процесс течения вязкой жидкости связан с понятием энергии активации, необходимой для скачка молекулы из положения, в котором она находится, в положение, соответствующее следующему узлу решетки псевдокристалла (преодоление энергетического барьера). [c.299] В простейших случаях расчет вязкости жидкости, основанный на теоретических положениях, дает результаты, совпадающие с экспериментальными [29], однако возможность применения метода для практических целей ограничена. [c.300] Пратап и Нарсимхан [30], рассматривая зависимость между вязкостью, поверхностным натяжением, мольным объемом и мольной энергией испарения жидкости, подтвердили справедливость некоторых теоретических выводов. [c.300] Уравнение для расчета энергии активации потока вязкой жидкости с погрешностью до 6% и (.1 со средней погрешностью 30% можно найти в работе [29]. [c.300] Борн и Грин [31] основали свою теорию вязкости жидкости на статистических методах и знании поля межмолекулярных сил. По Грину [32], величина л. пропорциональна е где функция Ф(го)—энергия взаимодействия двух молекул, находящихся на расстоянии Ло. Различные авторы представляли эту функцию в разной форме. Чаще всего для неполярных молекул принимается уравнение Леннарда — Джонса (1-29). [c.300] Показатель степени при а, по мнению некоторых авторов, должен быть не 1,5, а больше (1,69 1,86). Ряд значений, рассчитанных по уравнению (VIII-18), совпадал с экспериментальными, но все же были и значительные расхождения. [c.301] Упоминавшиеся в настоящем разделе работы имеют большое теоретическое значение, однако в них нет уравнений, пригодных для практического пользования. В противоположность этим работам исследования Панченкова [19, 35, 36], основывающиеся на относительно простой модели строения жидкости, привели к результатам, которые могут найти применение в технических расчетах. [c.301] Расчеты, выполненные по уравнению (У1П-19) при допущении, что /5=1, дают правильную картину зависимости вязкости жидкости от температуры, но значения вязкости не согласуются с результатами измерений. [c.301] После введения коэффициента в уравнение (УП1-19) расчетные данные хорошо совпадают с экспериментальными (погрешность от доли процента до нескольких процентов). [c.302] Правильность принятых допущений в рассмотренных уравнениях обсуждалась впоследствии в работах [37, 38]. [c.302] Вернуться к основной статье