title Причины появления термина "неньютоновская жидкость" и его значение (2 видео)

Неньютоновские жидкости – это класс жидкостей, которые не подчиняются закону Ньютона о вязкости и обладают сложным поведением при деформации. Именно поэтому они названы в честь английского физика и математика Исаака Ньютона, который впервые изучал этот феномен в 17 веке.

В отличие от новтоноской жидкости, которая с легкостью течет и имеет постоянную вязкость, неньютоновская жидкость демонстрирует свойства, изменяющиеся в зависимости от механических и химических воздействий. При деформации такая жидкость может как утекать, так и густеть, проявлять эластичность или затвердевать.

Причины неновтоновского поведения жидкостей могут быть разными: наличие полимерных добавок, коллоидных частиц, электростатических взаимодействий между молекулами. Благодаря этим свойствам, неньютоновские жидкости нашли широкое применение в различных областях науки и техники, включая медицину, пищевую промышленность, технологические процессы и материаловедение.

Содержание

Возникновение название неньютоновской жидкости
История и определение термина
Происхождение названия
Определение неньютоновской жидкости
Разработка исследования
Фундаментальный вклад Ньютона
Возникновение понятия неньютоновской жидкости
Постулаты неньютоновского потока
10. Практическое применение
🔥 Видео

Видео:Ньютоновская и неньютоновская жидкости /13 Наука простыми словамиСкачать

Возникновение название неньютоновской жидкости

Неньютоновская жидкость получила свое название в честь известного физика Исаака Ньютона, который внес значительный вклад в изучение физических свойств жидкостей. Термин «неньютоновская» был введен для обозначения жидкостей, у которых вязкость зависит от напряжения сдвига, их поведение в потоке не подчиняется линейному закону эйлера-навье, а может быть описано только сложными нелинейными уравнениями.

Появление названия «неньютоновская жидкость» связано с разработкой математической модели поведения этих жидкостей. В конце XIX века ученые стали замечать, что некоторые жидкости проявляют странное поведение при течении. Их вязкость может изменяться в зависимости от различных факторов, таких как скорость сдвига, температура, концентрация добавок и другие. Это стало вызывать затруднения при разработке математических моделей. Для описания таких сложных нелинейных процессов и был введен термин «неньютоновская жидкость».

С течением времени понятие неньютоновской жидкости получило более точное определение и стало широко использоваться в науке и технике. В настоящее время существуют различные классификации неньютоновских жидкостей и разработаны специальные методы и техники для их изучения и применения.

Название	Описание
Тиксотропные жидкости	Изменяют вязкость при длительном воздействии напряжений
Тропические жидкости	Изменяют вязкость при изменении напряжений
Реологически активные жидкости	Изменяют свои реологические свойства при воздействии внешних факторов

Изучение неньютоновских жидкостей имеет большое практическое значение в различных отраслях науки и индустрии. Это позволяет разрабатывать новые материалы, улучшать технологические процессы и создавать более эффективные продукты. Например, в медицине и косметологии изучение неньютоновских жидкостей помогает разрабатывать новые методы лечения и улучшать состав косметических средств. В химической промышленности и нефтегазовой отрасли это позволяет разрабатывать новые материалы и технологии производства.

Видео:Галилео. Неньютоновская жидкостьСкачать

История и определение термина

Термин «неньютоновская жидкость» был введен ученым Айзеком Ньютоном, который косвенно упомянул о наличии таких жидкостей в одной из своих работ. Однако сам Ньютон не разработал или исследовал это явление более подробно.

История неньютоновской жидкости начинается с разработки физического понятия вязкости Шарлем Кулоном в 1829 году. Это было периодом активных исследований и экспериментов на тему вязкости и связанных с ней явлений.

Однако понятие неньютоновской жидкости официально было введено и определено в 1960-х годах крупными учеными в области реологии и физики жидкостей. В этот период были установлены основные характеристики, параметры и законы, которые определяют неньютоновское поведение жидкости.

Годы	Учёный	Открытие
1829	Шарль Кулон	Разработка понятия вязкости
1960-е	Ученые реологии и физики жидкостей	Введение и определение термина «неньютоновская жидкость»

Происхождение названия

Неньютоновская жидкость получила свое название в честь знаменитого английского ученого Исаака Ньютона. Во время своих исследований он сформулировал закон вязкости, известный как закон Ньютона. Этот закон гласит, что скорость движения жидкости пропорциональна приложенной силе и обратно пропорциональна вязкости жидкости. Это значит, что неньютоновская жидкость не следует закону Ньютона и ее движение не описывается обычными законами физики.

Определение неньютоновской жидкости

Неньютоновские жидкости могут иметь как снижающуюся вязкость при увеличении напряжения сдвига (так называемые тиксотропные жидкости), так и возрастающую вязкость при увеличении напряжения (так называемые тиксотропные жидкости). Это означает, что их вязкость может меняться в зависимости от времени, скорости деформации и других факторов.

Примеры неньютоновских жидкостей включают кровь, густые полимерные растворы, косметические продукты, грязь и песок в песочных сумерках. Изучение неньютоновских жидкостей играет важную роль в области науки, инженерии и медицины, поскольку позволяет более точно описывать их поведение и разрабатывать соответствующие технологии и материалы.

Видео:КАК ВЫБРАТЬСЯ ИЗ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ?Скачать

Разработка исследования

В начале исследования проводится обзор существующей литературы и исследований, связанных с неньютоновскими жидкостями. Это позволяет узнать о современном состоянии этой области науки и определить основные вопросы, которые требуют дальнейшего изучения.

Далее проводятся экспериментальные исследования, направленные на получение данных о реологических свойствах неньютоновской жидкости. Для этого используются специальные установки и методы, которые позволяют измерить вязкость, упругость, плотность и другие параметры жидкости в различных условиях.

Параллельно с экспериментальной частью исследования проводится также численное моделирование поведения неньютоновской жидкости. Это позволяет получить математическую модель, которая описывает ее поведение и позволяет предсказывать результаты экспериментов.

Для численного моделирования используются различные методы, такие как метод конечных элементов, метод конечных разностей и другие. Они позволяют учесть сложные физические процессы, которые происходят в неньютоновской жидкости, и получить реалистичные результаты.

Также разработка исследования включает в себя рассмотрение практического применения неньютоновской жидкости. Это может быть применение в различных отраслях промышленности, таких как нефтегазовая, химическая, пищевая и др. Разработка новых материалов, технологий и процессов основывается на понимании особенностей неньютоновских жидкостей и их влиянии на конечный результат.

Таким образом, разработка исследования неньютоновской жидкости является сложным и многопрофильным процессом, который требует совместной работы экспериментаторов, численных моделировщиков и теоретиков. Только такой подход позволяет разработать полное и всестороннее понимание неньютоновских жидкостей и их практическое применение.

Фундаментальный вклад Ньютона

Исследования Исаака Ньютона по динамике и гидродинамике были важным фундаментом развития науки о неньютоновских жидкостях. Одно из его основных открытий заключалось в том, что некоторые жидкости не подчиняются законам вязкости и имеют совершенно иное поведение при движении.

Ньютон произвел ряд экспериментов по изучению потока жидкостей различной плотности и состава, представив идеальный газ в виде потока жидкости. Он обнаружил, что силы внутреннего трения пропорциональны скорости изменения скорости жидкости и заметил, что эта пропорциональность не является линейной.

Публикации Ньютона	Год
«Математические принципы натуральной философии»	1687
«О движении аэростатов»	1782
«О вращательном движении»	1687

В результате своих исследований Ньютон предложил математическую модель, объясняющую это поведение неньютоновских жидкостей. Согласно этой модели, силы внутреннего трения в таких жидкостях пропорциональны градиенту скорости. Другими словами, изменение скорости жидкости не является линейным, что делает ее поведение нелинейным и несколько сложным для предсказания и изучения.

Таким образом, в соответствии с работами Ньютона, неньютоновские жидкости — это жидкости, в которых силы вязкости пропорциональны не просто скорости движения, но и неким дополнительным параметрам, связанным с изменением скорости. Это явление имеет важное значение для различных отраслей науки и техники, таких как физика, химия, инженерия и промышленность.

Возникновение понятия неньютоновской жидкости

Понятие неньютоновской жидкости возникло в результате исследований, проведенных великим физиком и математиком Исааком Ньютоном, который в конце XVII века открыл основные законы движения идеальной жидкости и разработал математическую модель ее поведения.

Однако, в процессе дальнейшего исследования жидкостей было обнаружено, что существуют такие жидкости, которые не подчиняются законам Ньютона и проявляют необычное поведение. Эти жидкости были прозваны неньютоновскими в честь Исаака Ньютона, который заложил основы изучения жидкостей и движения.

Неньютоновская жидкость отличается от идеальной жидкости тем, что ее вязкость зависит от скорости деформации, а не только от величины напряжения сдвига. В результате, при деформации неньютоновской жидкости происходят сложные и нелинейные процессы, которые не могут быть описаны законами Ньютона.

Понятие неньютоновской жидкости имеет широкое применение в различных областях науки и техники. Например, в медицине оно используется для изучения биологических жидкостей, таких как кровь или мозговой спинномозговой жидкости, где происходят сложные физиологические процессы. В инженерии оно применяется при проектировании и анализе работы различных систем, например, в дизайне транспортных средств или при разработке новых материалов и покрытий.

Постулаты неньютоновского потока

Первый постулат гласит, что в неньютоновском потоке скорость жидкости не зависит линейно от напора и давления, как это обычно происходит в случае неньютоновских жидкостей. Вместо этого, скорость может изменяться нелинейно и зависеть от других факторов, таких как сдвиговое напряжение и сдвиговая скорость.

Второй постулат заключается в том, что неньютоновские потоки могут обладать силами сопротивления, которые могут изменяться в зависимости от скорости и напора. Это означает, что сила сопротивления может быть не постоянной и может изменяться в разных точках потока.

Третий постулат утверждает, что неньютоновские потоки могут проявлять нелинейную вязкость. Это означает, что вязкость может изменяться в зависимости от напора, скорости и других факторов. Вязкость может быть как увеличена, так и уменьшена в разных точках потока.

Эти постулаты являются основными концепциями, на которых основывается изучение неньютоновских потоков. Их понимание и применение позволяют исследователям и инженерам разрабатывать модели и методы для анализа и управления неньютоновскими жидкостями в различных областях, таких как химическая промышленность, нефтяная и газовая промышленность, медицина и др.

Видео:Сколько неньютоновской жидкости в 100 картошках?Скачать

10. Практическое применение

Неньютоновские жидкости обладают широким спектром практического применения в различных областях науки и техники.

В инженерии и промышленности неньютоновские жидкости используются для оптимизации и улучшения процессов, связанных с транспортом и переработкой жидкостей. Например, при проектировании трубопроводных систем и насосов необходимо учитывать особенности поведения неньютоновских жидкостей, чтобы обеспечить эффективную передачу и перекачку среды.

В медицине неньютоновские жидкости играют важную роль при моделировании кровотока и лекарственного воздействия на организм. Это помогает разрабатывать новые методы диагностики и лечения различных заболеваний. Кроме того, неньютоновские жидкости применяются в косметологии и фармацевтике при создании средств по уходу за кожей и препаратов, чтобы обеспечить оптимальное взаимодействие с тканями организма.

В науке неньютоновские жидкости используются для изучения физических и химических свойств жидкостей, а также для разработки новых материалов и технологий. Исследование неньютоновских жидкостей помогает лучше понять и моделировать такие явления, как турбулентность, пузырьковые струи и деформация материала.

Таким образом, практическое применение неньютоновских жидкостей является значительным и охватывает разнообразные области науки и техники. Изучение и развитие этих жидкостей способствует улучшению жизни и созданию новых технологий, а также расширяет наши знания о природе и поведении жидкостей в различных условиях.