,

где - начальное значение параметра упорядоченности, а - время, в течение которого величина уменьшается в е раз.

Исследуется методом стресса – быстрого нарушения равновесия. В табл.6 представлен ряд времен релаксации, характеризующих некоторые свойства воды.

Наиболее короткими являются времена релаксации, связанные с упругой деформацией в воде. Время релаксации диэлектрической дисперсии приблизительно на порядок больше времени упругой деформации. Процесс диэлектрической дисперсии связан с переориентацией частиц в электрическом поле и требует для своего осуществления освобождения их от водородных связей. С освобождением от связей с ближайшими соседями связан и процесс самодиффузии молекул. По-видимому, эти процессы надо характеризовать другими микроскопическим временем . Это время измеряется в экспериментах по неупругому рассеянию нейтронов. Время характеризует процесс диссоциации молекул на ионы.

Рассмотрим более подробную кинематическую характеристику жидкости.

Вязкость.

Если один слой жидкости равномерно движется относительно другого, то на него действует тангенциальная сила F, которая, как показал впервые Ньютон, пропорциональна площади слоя и градиенту скорости в перпендикулярном движению направлении. Коэффициент пропорциональности

;

представляет сдвиговую вязкость или внутреннее трение, величина - кинематическая вязкость. Величина носит название текучести.

При деформации типа объемного сжатия, которая имеет место в звуковой волне, вязкие потери помимо сдвиговой вязкости определятся также объемной вязкостью

,

где - измененный коэффициент поглощения звука, а - коэффициент поглощения звука, рассчитанный по классической формуле

,

с – скорость звука, - плотность, К – коэффициент теплопроводности, Ср – теплоемкость при постоянном давлении, - отношение удельных теплоемкостей Ср / Сv.

Вязкость жидкости зависит от Т и Р.

Экспериментальная зависимость сдвиговой вязкости воды от температуры впервые была выражена Пуазейлем следующей формулой:

,

где - сдвиговая вязкость воды при Т = 0ºС и - эмпирические постоянные.

Экспериментальные данные относительно сдвиговой вязкости воды при разных температурах, включая и область переохлажденной воды, представлены на рис. 16. Зависимость была записана в виде двух соотношений (Лауренс и др., 1971). В области от -10 до 40ºС справедливо соотношение

,

где - вязкость воды при 20ºС, =1,0020 сПз, А = 22,92964; В = 2,66987∙10-2; С = 98,6542, t – температура в градусах Цельсия

В области температур от 0 до 120ºС справедливо соотношение

,

где = 1,002 с.р.; Т – температура, К; n = 1,43395; В = 245,661; Т0 = 181,630; = 293,15 К.

Сдвиговая вязкость CCl4 представлена на рис.16. Как видно, сдвиговая вязкость CCl4 меньше, чем воды, дол ºС, в то время, как для больших температур она больше, чем в воде. Если принять зависимость в CCl4 за характерную для нормальной жидкости, то зависимость от Т имеет вид, показанный на том же рисунке справа.

Зависимость сдвиговой вязкости воды от давления для нормальных температур представлена на рис.17, откуда видно, что для малых температур с ростом давления вплоть до 2000 атм сдвиговая плотность воды уменьшается, а затем начинает расти. Для Т = 100ºС кривая уже близка по характеру зависимости к аналогичным кривым для обычных неводородозависимых жидкостей. Увеличение вязкости для них с ростом давления происходит посредством уменьшения длины свободного пробега молекул, так как при большей плотности они плотнее упакованы. Уменьшение вязкости воды при Т = 2,2ºС под давлением 1500 атм, равное ~0,2∙10-2 Пз, оказывается практически равным избыточной вязкости воды по сравнению с вязкостью ССl4 при той же температуре (рис.17).