64.Аномалия вязкости коллоидных систем. Причины, которые вызывают аномалии вязкости

Аномалия вязкости заключается в отклонении течения от законов Ньютона и Пуазейля. Вязкость неньютоновских жидкостей зависит от напряжения сдвига. В свою очередь, они подразделяются на стационарные, реологические свойства которых не изменяются со временем, и нестационарные, для которых эти характеристики зависят от времени. Среди неньютоновских стационарных жидкостей различают псевдопластические и дилатантные. Экспериментальные исследования показали, что графические зависимости между напряжением сдвига и скоростью деформации, представленные в логарифмических координатах, для стационарных жидкообразных систем часто оказываются линейными и различаются только тангенсом угла наклона прямой. Поэтому общую зависимость напряжения сдвига от скорости деформации можно выразить в виде степенной функции P = k γⁿ где k и n – постоянные, характеризующие данную жидкообразную систему.

Причины слипания частиц могут быть разнообразные. У гидрозолей структуры часто возникают вследствие нарушения агрегативной устойчивости и коагуляции. В неполярных средах, какими являются нефтепродукты, связь между частицами возникает из-за частичной перекристаллизации или притяжения друг к другу полярных групп таких полуполярных соединений, как смолы, нафтеновые кислоты и др., а, возможно, также благодаря неодинаковым силам взаимодействия циклических и парафиновых углеводородов. Силы связи частиц парафина в структуре невелики. Это может зависеть как от малой энергии связи, так и от малой площади контакта частиц.

Пример: Удлиненные частицы (например, кристаллы парафина или мыла в минеральном масле) расположены беспорядочно. Располагаясь перпендикулярно к направлению потока, они создают препятствие течению, которое будет восприниматься как повышенная вязкость. Оствальд и Малье наблюдали значительную аномалию вязкости чистых критических смесей гексана с нитробензолом и фенола с водой, у которых сверхмицеллярное структурообразование исключено.

65. Как образуется снежинка

С увеличением дисперсности растворимость растет. В то же время растворимость зависит от знака кривизны. А это значит, что если частица твердого вещества имеет неправильную форму с положительной и отрицательной кривизной и находится в насыщенном растворе, то участки с положительной кривизной будут растворяться, а с отрицательной наращиваться. В результате частицы растворяемого вещества со временем приобретают вполне определенную форму, отвечающую равновесному состоянию. При положительной кривизне – для сферической капли - давление насыщенного пара над каплей будет тем больше, чем больше кривизна, т.е. чем меньше радиус. При отрицательной кривизне при смачивании получается обратная зависимость: давления насыщенного пара уменьшается с увеличением кривизны (с увеличением радиуса ). Давление насыщенного пара над каплями зависит не только от их размера, но и от поверхностного мольного объема жидкости.

Во время очень сильных морозов (при температуре ниже −30 °C) ледяные кристаллики выпадают в виде «алмазной пыли» — в этом случае на поверхности земли образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек. Обычно же в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллики растут за счет непосредственного перехода водяного пара в твердую фазу. Как именно происходит этот рост, зависит от внешних условий, в частности от температуры и влажности воздуха. Характер зависимости ученые в общих чертах выявили, однако объяснить его пока не смогли. В одних условиях ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы — снежинки-столбики, снежинки-иглы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных к их оси, и тогда образуются снежинки в виде шестиугольных пластинок или шестиугольных звездочек. К падающей снежинке может примерзнуть капелька воды — в результате образуются снежинки неправильной формы.