Вода
Из таблицы следует, что в воде объемная вязкость больше, чем сдвиговая, приблизительно в три раза и это отношение удивительно постоянно для разных температур и давлений. В простых жидкостях, не образующих водородных связей, это отношение уменьшается с ростом плотности. Некоторые авторы рассматривают постоянство отношений объемной вязкости к сдвигаемой в воде при разных Р и Т как еще одну «аномалию» воды.
Как сдвиговая, так и объемная вязкость определяют поглощение энергии в звуковой волне. Причина поглощения звука состоит в том, что деформация смещена по фазе по отношению к изменению давления, как это было предположено Максвеллом.
В табл.8 представлены данные относительно скорости звука, сдвиговой вязкости и поглощения звука в зависимости от давления в воде для двух температур: о и 30ºС. Как видно из табл.8 (Литовец, 1955), коэффициент поглощения звука при ºС уменьшается как с ростом давления, так и с ростом температуры. Процессы поглощения звука при малых давлениях и на малых температурах определяются динамикой водородных связей.
Таблица 8 | |||||||
Зависимость коэффициентов поглощения звука в Н2О от Т и Р см-1∙с2 | |||||||
Т, ºС | Р, кг/см2 |
|
|
|
| с, см/с | , Пз |
0 | 1 | 17,0 | 57,5 | 40,5 | 3,4 | 1404 | 5,67 |
0 | 500 | 12,9 | 47,1 | 34,2 | 3,65 | 1492 | 5,94 |
0 | 1000 | 10,6 | 38,5 | 27,9 | 3,63 | 1580 | 5,69 |
0 | 1500 | 9,0 | 30,5 | 21,5 | 3,39 | 1669 | 5,3 |
0 | 2000 | 7,7 | 24,7 | 17,0 | 3,21 | 1757 | 5,12 |
1 | 1 | 6,1 | 18,5 | 12,4 | 3,01 | 1510 | 2,15 |
30 | 500 | 5,3 | 15,4 | 10,1 | 2,91 | 1595 | 2,05 |
30 | 1000 | 4,52 | 12,7 | 8,1 | 2,75 | 1677 | 2,02 |
30 | 1 500 | 4,2 | 11,1 | 6,9 | 2,64 | 1756 | 1,96 |
30 | 2000 | 3,63 | 9,9 | 6,3 | 2,75 | 1830 | 2,03 |
Так как коэффициент объемной вязкости, согласно Максвеллу, зависит от времени релаксации , то зная и , возможно вычислить время релаксации объемной вязкости.
Таблица 9 | |
Температурная зависимость высокочастотного модуля сдвига и модуля сжимаемости воды (х10-10 дин∙см-2) | |
| 1,68-0,0127 Т |
| 5,62-0,01 Т (Т, ºС) |
Температурная зависимость высокочастотного модуля упругости в воде была получена Сли и др. в 1966 г. на основании данных по скорости ультразвука в смесях вода - глицерол линейной экстраполяцией данных, полученных для смеси к 100%-ной воде. Эти данные представлены в табл.9 Как видно из таблицы, при Т = 0ºС.