В'язкість: відмінності між версіями

В'язкість залежить від тиску, температури, а також іноді від градієнта зсуву ([[рідина неньютонівська|неньютонівські середовища]]; їхня в'язкість охоплює і так звану структурну в'язкість). Рідини, в'язкість яких не залежить від градієнту зсуву, називають '''ідеально в’язкими''' ([[рідина ньютонівська|ньютонівськими]]). В'язкість рідин у загальному випадку з підвищенням тиску незначно збільшується, а з підвищенням температури зменшується.

 

[[Файл:Dynamic Viscosity of Water.png|thumb|350px|Температурна залежність динамічної в'язкості води у рідкому стані (Liquid Water) та у вигляді пари (Wapor)]]

Динамічний коефіцієнт в'язкості [[вода|води]] становить 8,90·10⁻⁴ [[Па]]·[[с]] чи 8,90·10⁻³ дин·с/см² при 25&nbsp;°C.<br />

У процесах збагачення твердих корисних копалин в'язкість впливає на швидкість відносного переміщення частинок у суспензії, є основним параметром збагачення у важких середовищах. В'язкість залежить не лише від густини суспензії (співвідношення твердого і рідкого), але й від величини та гідрофільності частинок. Утворення тиксотропних сіток-структур у суспензії приводить до різкого зростання її в'язкості за рахунок виникання крім звичайної (ньютонівської) структурної складової в'язкості. Остання залежить від градієнта швидкості течії і оборотно руйнується в турбулентних потоках, при вібраціях і механічних впливах.

 

 

В'язкість &nbsp;— одна з найважливіших технічних характеристик нафти, продуктів її переробки, газових конденсатів і фракцій; визначає характер процесів видобування нафти, її піднімання на денну поверхню, промислового збирання і підготовку, умови перевезення і перекачування продуктів, гідродинамічного опору під час їх транспортування по трубопроводах та ін. Для деяких видів палив та мастил в'язкість служить нормованим показником. В'язкість пластових [[нафта|нафт]] зростає при тисках нижчих від тиску насичення. Визначається впливом двох факторів: виділенням розчиненого газу, що приводить до збільшення в'язкості залишкової нафти, і об’ємним розширенням нафти при зниженні тиску, що приводить до зменшення в'язкості. Великий вплив має перший фактор. В'язкість газів помітно збільшується як з підвищенням тиску, так і температури. Вуглеводневі [[флюїд]]и, які насичують гірські породи в природних умовах, залежно від густини мають динамічний коефіцієнт в'язкості, який відрізняється на багато порядків – від сотих часток мПа с (для газів) до сотень тисяч і навіть мільйонів мПа с (високов’язкі важкі нафти). Основна частина розроблюваних традиційними способами нафтових родовищ містить у продуктивних пластах нафту з динамічним коефіцієнтом в'язкості в межах 0,5–25 мПа·с, рідше до 70 мПа·с. В'язкість розгазованих нафт значно вища. При цьому вуглеводневі флюїди з динамічним коефіцієнтом в'язкості понад 12–15 мПа·с вважаються нафтами підвищеної в'язкості. Родовища нафти з високою в'язкістю, в тому числі структурною, розробляються із застосуванням спеціальних методів видобування на основі використання теплового впливу, а також загущених або хімічно активних витіснювальних агентів.

 

 

Для твердого тіла, зокрема гірської породи, в'язкість — властивість необоротно поглинати енергію в процесі її деформування. В'язкість зумовлена пластичною деформацією і непружністю гірських порід. При пластичній деформації в'язкість кількісно характеризується відношенням величини дотичних напружень, які виникають у верстві, що підлягає зсуву, до швидкості пластичної течії, яке змінюється від 10¹³ до 10²⁰ Па·с. Величина в'язкості, яка пов’язана з непружністю (пружна післядія, термопружний ефект, пружний гістерезис) [[гірські породи|гірських порід]], пропорційна коефіцієнту механічних втрат (декременту згасання), значення якого коливаються від 10^–1 до 10^–3. При руйнуванні в'язкість оцінюється як [[робота]] деформування гірської породи, віднесена до одиниці площі зразка. Визначається за результатами ударних випробувань зразків на копрі (ударна в'язкість). Може бути розрахована як добуток коефіцієнта пластичності на межу міцності гірських порід. На практиці визначають коефіцієнт відносної в'язкості (спеціальними зарядами, які закладаються в досліджуваний масив) як відношення зусилля, необхідного для відділення деякої частини гірської породи від масиву, до величини зусилля, необхідного для відділення від масиву вапняку, взятого за еталон. Величина цього коефіцієнта змінюється від 0,5 до 3 (наприклад, для [[мармур]]у 0,7; [[пісковик]]а 1,2; [[граніт]]у 1,3; [[кварцит]]у 1,9; [[базальт]]у 2,2). Із збільшення в'язкості зростає поглинання пружних хвиль, зменшуються повзучість і набрякання порід, зростає енергоємність процесів дроблення і розкришення порід під час переробки корисних копалин і вибухових робіт.

В'язкість твердих тіл і рідин обернено пропорційна [[коефіцієнт дифузії|коефіцієнту самодифузії]] і з підвищенням температури зменшується за експоненціальним законом. В'язкість залежить від періоду релаксації пружних дотичних деформацій.

 

 

Найтриваліший [[Фізика|фізичний]] [[експеримент]] почав в [[Університет Квінсленда|Квінслендському університеті]] {{lang-en|[[:en:University of Queensland|University of Queensland]]}} австралійського міста [[Брисбен]] професор [[Томас Парнелл (фізик)|Томас Парнелл]]. У [[1927]] році він помістив у скляну лійку на [[штатив]]і шматок твердої [[смола|смоли]], яка за молекулярними властивостям є рідиною, хоча і дуже в'язкою. Парнелл нагрів лійку, щоб смола злегка розплавлась і затекла до носика воронки. У [[1938]] році перша крапля смоли впала в підставлений Парнеллом лабораторний стакан. Друга впала в [[1947]] році. Восени [[1948]] року професор помер, і спостереження продовжили його учні. Краплі падали в [[1954]], [[1962]], [[1970]], [[1979]], [[1988]], [[2000]] й [[2008]] роках. Періодичність падіння крапель 3285 діб. В останні десятиліття сповільнилася через роботу [[кондиціонер]]а. Цікаво, що жодного разу крапля не падала в присутності спостерігачів.