см2∙дн-1.

Таким образом, высокочастотная сжимаемость воды существенно меньше, чем низкочастотная сжимаемость при той же температуре, и близка по абсолютной величине к сжимаемости льда.

В табл.10 представлены данные времени объемной релаксации, по Максвеллу, и времени диэлектрической релаксации (Колли и др., 1948). Время диэлектрической релаксации характеризует восстановление равновесной поляризации в диэлектрике после отключения внешнего поля. Как видно из табл.10, время объемной релаксации в воде на порядок меньше времени диэлектрической релаксации.

Представленные выше данные показывают, что в настоящий момент мы располагаем достаточно точными результатами зависимости вязкости от давления и температуры. «Аномалии» вязкости воды состоят в существовании отрицательного коэффициента в зависимости вязкость - давление и в наличии минимума в изотермах вязкости при низких температурах. Оценка времени релаксации вязкости показывает, что оно имеет порядок времени молекулярных колебаний.

Теплопроводность.

Теория явлений переноса, основанные на статическом методе Гиббса, ставят перед собой задачу получить кинетическое уравнение, из которого можно найти конкретный вид неравновесных функций распределения. Предполагается, что неравновесная функция распределения системы имеет квазиравновесную форму, причем температура, плотность числа и их средняя скорость зависят от пространственно-временных координат. Корреляция последовательных столкновений достигается тем, что учитываются не только жесткие столкновения (обусловленные отталкиванием), но и так называемые мягкие столкновения (обусловленные притяжением), в результате чего частицы движутся по искривленным траекториям.

Наибольшей известностью пользуется метод Кирквуда, в котором мягкие соударения определяют коэффициент трения. Согласно Энштейну-Смолуховскому, коэффициент трения

где - постоянная Больцмана, Т – абсолютная температура, D – коэффициент самодиффузии.

Корреляция взаимодействия окружающих частиц с данной частицей, по Кирквуду, осуществляется на протяжении характерного времени , по прошествию которого силы, действующие со стороны других частиц на данную, рассматриваются как некоррелированные. Величина времени корреляции взаимодействия должна быть меньше характеристического времени релаксации макроскопических характеристик вещества.

Для коэффициента теплопроводности Кирквуд получает следующее выражение:

где n – число частиц в единице объема, g(r) – радиальная равновесная функция распределения частиц, - потенциал парных сил.

Недавно было показано, что кинетические коэффициенты нельзя непосредственно разлагать в ряд по степеням плотности, как это делает Кирквуд, а необходимо использовать более сложное разложение. Это связано с необходимостью учитывать повторные соударения частиц, уже скоррелированные в результате предыдущих столкновений с другими частицами.

Среди модельных работ заслуживают внимание работы, основанные на представлениях о характере теплового движения в жидкостях, при котором перенос тепла определяется посредством гиперакустических колебаний среды (фононов). Такой подход учитывает коллективный характер движения молекул в жидкости. При этом теплопроводность К определяется, например, следующим образом (формула Сакиадиса и Котеса):

,

где - скорость гиперзвука; - теплоемкость при постоянном давлении, L – среднее расстояние между молекулами, - плотность.

Помимо модельно подхода имеют место и полуэмпирические соотношения для теплопроводности (Филиппов, 1970).

Теплопроводность CCl4 примерно в 5 раз меньше теплопроводности Н2О (табл.11). Четыреххлористый углерод – обычная жидкость, для которой, как и для всех других жидкостей, имеют место уменьшение скорости звука с ростом температуры, уменьшение теплопроводности и рост теплоемкости. У воды при малых температурах все наоборот. Характер изменения всех этих свойств в воде напоминает характер их изменения для обычных веществ в газообразном состоянии. В самом деле, теплопроводность газа растет с ростом температуры:

(- средняя скорость молекул, - теплоемкость, - длина свободного пробега).