Ультразвукове дослідження стисливості кремній–органічних з’єднань - Дипломная работа

Актуальність теми: основне завдання молекулярної теорії рідини полягає у встановленні звязку між властивостями рідких систем та їх будовою, виявлення молекулярних механізмів та нерівноважних процесів, що протікають у результаті теплового руху. Експериментальні і теоретичні дослідження органічних рідин вздовж кривої рівноваги продовжують залишатися одними із актуальних задач фізики конденсованого стану речовини. Результати вимірювань фізичних властивостей рідинних систем вздовж кривої рівноваги знаходять своє практичне застосування і продовжують залишатись обєктом систематичних подальших фундаментальних досліджень, як експериментальних, так і теоретичних. На даний час ці дослідження досягли значних успіхів завдяки розвитку сучасної флуктуаційної теорії фазових переходів, а також використанню різноманітних сучасних експериментальних методів. Мета роботи: встановлення характеру особливостей температурної залежності реологічних та акустичних властивостей кремнійорганічних сполук вздовж кривої рівноваги, виявлення і зясування молекулярних та флуктуаційних механізмів релаксаційних процесів, що мають місце у досліджуваній системі вздовж кривої рівноваги.Вязкість або внутрішнє тертя - властивість рідких речовин (рідин і газів) чинити опір переміщенню однієї їх частини відносно іншої. Доказом цього є те, що із збільшенням температури, як відомо, обмін молекул зростає і тертя в газах зростає, а в рідинах спадає у звязку із послабленням міжмолекулярного притягання. Згідно із законом Ньютона для внутрішнього тертя вязкість характеризується коефіцієнтом пропорційності ? між напруженням зсуву T і градієнтом швидкості руху шарів у перпендикулярному до деформації зсуву напрямку (поверхні шарів): T=? (1). · Дилатантна рідина: рідина, вязкість якої із зростанням градієнту швидкості зростає (глиняні суспензії, солодкі суміші, гідрозоль кукурудзяного крохмалю, системи пісок/вода). · Псевдопластик: рідина, вязкість якої із зростанням градієнту швидкості зменшується (фарби, емульсії, деякі суспензії).На різницю між явищем внутрішнього тертя в газах і в рідинах уперше звернув увагу О. Й. Бачинський, який вказав на те, що в газах коефіцієнт внутрішнього тертя може не залежати від густини лише доти, доки густина ще не є такою великою, щоб сили взаємодії між молекулами могли впливати на їх переміщення. Але в дуже густих газах, і тим більше в рідинах, відстані між молекулами вже є такими малими, що міжмолекулярні сили не можуть не протидіяти переміщенню молекул рідини зовнішньою силою. При нагріванні рідина розширюється і збільшується її „вільний обєм”V-b (де b-„граничний обєм”, який є близьким до сталої в рівнянні Ван дер Ваальса, яка характеризує недоступну для молекул частку повного обєму системи V). Бачинський запропонував в 1912 р. дуже просту формулу, яка описує залежність вязкості рідини від температури: (2), де B - константа, різна для різних рідин.У 1925 році Френкель розвинув свою молекулярно-кінетичну теорію вязкості рідин. Більш ранні спроби пояснення вязкості рідин виходили із загальноприйнятої на той час аналогії між рідким і газоподібним станом і зводили походження вязкості до одного і того ж механізму перенесення кількості руху при змішуванні частинок. У випадку газів цей механізм виправдовується тим, що більшу частину часу частинки рухаються прямолінійно і рівномірно, так що кількість руху кожної з них залишається сталою. Ця формула, як і розвиток теорії вязкості рідин, повязані з роботами Арреніуса, який вперше і запропонував для опису температурної залежності вязкості схожий емпіричний вираз. Трактувати вязкість рідини як результат переносу у ній кількості руху є абсолютно безглуздим, бо кількість руху кожної окремої частинки не є сталою навіть приблизно, як у випадку газів, але швидко коливається у звязку з коливаннями частинки навколо положення рівноваги.У деяких джерелах формулу ? = А = А називають формулою Андраде. Андраде припускав, що передача руху від шару до шару рідини, що тече, здійснюється не шляхом перестрибування молекул, як у газів, а внаслідок тимчасового зєднання їх на межі шарів.Передбачається, що кінетична поведінка системи визначається флуктуаціонним вільним обємом. В загальному випадку вираз для , у відповідності з теорією вільного обєму має вигляд: (9), де f = Vf / Vd - частка флуктационного вільного обєму.Експеримент може бути фізичним, психологічним або модельним. Якщо модель досить точно описує обєкт, то експеримент на обєкті може бути замінений експериментом на моделі. Експеримент займає центральне місце в науці. Наукові дослідження організовуються і проводяться настільки хаотично, що їх коефіцієнт корисної дії може бути оцінений величиною порядку 2%. для того щоб підвищити ефективність досліджень, потрібно щось зовсім нове. При плануванні всі фактори, що визначають процес, змінюються одночасно за спеціальними правилами, а результати експерименту представляються у вигляді математичної моделі, що володіє деякими статистичними властивостями.

Зміст

Вступ

1. Вязкість і реологія. Основні поняття

1.1. Теорія Бачинського

1.2. Теорія Френкеля

1.3. Теорія Андраде

1.4. Теорія вільного обєму

2. Експериментальні установки і теорія проведення дослідів

2.1. Метод Стокса

2.2. Метод Пуазейля

2.3. Капілярний метод дослідження вязкості

2.4. Визначення густини пікнометричним способом

3. Експериментальне дослідження густини, вязкості і швидкості поширення звуку

3.1. Обєкт дослідження

3.2. Результати вимірювання густини і кінематичної вязкості

ПМС-400

3.3. Результати дослідження швидкості і температурну залежність коефіцієнта пружності

Висновки

Резюме

Список використаних джерел