У даній статті увага буде приділена реології. Ви дізнаєтеся, що це таке, ознайомитеся з основними положеннями даної складової частини фізики і багато іншого.

Реологія як розділ фізики

Реологія є частиною фізичної науки, яка займається вивченням явища деформації. Займаючись дослідженням характеристик і властивостей цих предметів, реологія знаходиться між теорією про пружності і гідродинаміки. Реологічні властивості - це особливості речовин, які можуть бути виявлені під певним впливом деяких сил або швидкостей. Саме поняття реології ввів в обіг американський хімік Юджин Бінгам.

Знайомство з ньютонівською рідиною

Ньютоновская рідина є в'язкою середовищем, яка при своєму плині підкоряється закону в'язкого тертя Ньютона. Ця рідина займає ключове місце в реології, оскільки в'язкість в ній не залежить від процесу деформації. Другим важливим поняттям є ідеально пружне тіло. В цьому тілі в будь-який момент часу сила деформації залежить від прикладеного зусилля. Реологічні властивості розчинів в ньютонівських рідин є вимірюваними параметрами, а інформація, отримана в результаті досліджень таких речовин, дозволяє здійснювати велику кількість практично корисних висновків. Дані терміни були введені для об'єктів, які водночас можуть показувати як пластичні, так і пружні властивості.

Деформація в реології

Різні програми реології використовуються на практиці для вивчення різних властивостей металів при чинення на них тиску або течії. Кожен кристал в будь-якому його стані може бути змінений пластично, тобто деформуватися. Деформація відбувається завдяки спрямованому руху дислокації та вакансії. З-за впливу різних сил в тілі кристала утворюється напруга, яке зникає завдяки появі різних тріщин і деформацій. Якщо сила впливу стає більше допустимої, то відбувається руйнування тіла. Фактично реологічні властивості матеріалів описуються саме в реології, що дуже важливо для людини в повсякденному житті.

Реологічні властивості типу і їх значення

Реологічні властивості - це особливості речовин, які обумовлюють створення можливості різної експлуатації досліджуваних об'єктів. Практично всім речовинам властиві складні реологічні характеристики. На їх стан впливає безліч факторів, які впливають зовні тіла, такі як сила тиску, час, температура. На медичні препарати та їхні властивості впливають стабільність, концентрація і склад. Вплив реологічних властивостей помітно у всіх сферах промисловості і технологічних процесах, від розробки до визначення якості вихідного продукту. Основними прикладами таких змін є:

Аналіз продуктів харчування та косметичних засобів особистої гігієни на можливості зміни їх стану.

Характеристика єднальних систем, пошук підходящих матеріалів для медикаментів та фармацевтичних препаратів.

Особливості протікання процесу

Стандартним процесом реологічні типу можна назвати відносне протягом речовин в уповільненому стані. При цьому необхідно наявність еластичності, пружності і пластичності самої речовини. У різноманітних ґрунтах постійно протікають реологічні процеси, які відбуваються в результаті змішування частинок грунту твердого типу разом із ґрунтовими агрегатами, які поділяє зв'язкова рідина, а саме вода.
Вищевказаний процес викликає порушення зв'язків структурного характеру і приводить до створення таких контактів, а також переорієнтації ґрунтових частинок. Тут процес деформації розглядається в ролі повзучості і може бути об'ємного або зсувного типу. Перший вид (об'ємний) виникає в результаті ущільнення частинок, а його головним обумовлює фактором є фільтрація і зміна характеристик повзучості грунтового скелета. За характером дане явище можна розділити на два види: незатухающий і затухаючий.

Підрозділи в реології

Реологічна наука в своєму арсеналі має деяку підмножину розділів. Першим вважається макрореология, інакше іменована теоретичної. Її часто розглядають поряд з механікою. Реологічні властивості - це здатність якого-небудь тіла до деформації, і саме під таким кутом макрореология розглядає подібні особливості речовин. Дана частина реології займається встановленням показника залежно чинного напруги на певний об'єкт і величиною деформації, а також зміною цього показника деформації внаслідок плину часу. Рішення крайових задач по деформації і течією тел твердого типу, а також рідких і інших тіл є головною метою теоретичної реології. У цієї науки немає чіткого рівняння для визначення дійсного стану, однак є варіації формули для найрізноманітніших випадків. Ще однією частиною реології вважається моделювання механічного характеру. Для нього створюються диференціальні рівняння, які включають в себе комбінацію в'язких, так і пружних якостей. Використовують такі моделі для дослідження якісних характеристик полімерних речовин, внутрішнього тертя типу твердих тіл і т. д.
Реометрия – експериментальний розділ науки, що визначає різноманітні властивості об'єктів з використанням спеціальних приладів і машин. Микрореология займається дослідженням деформації об'єктів з плином часу в микрообъеме. Биореологические дослідження вивчають характеристики рідин та їх перебіг. Розглядаються рідини, мають біологічну природу. Наприклад, порушення реологічних властивостей крові та своєчасне виявлення даного казусу дозволить уникнути непотрібних проблем в організмі суб'єкта. Також тут розглядаються результати деформації різноманітних тканин. Реологія та її явища присутні в більшості природних процесів і у величезній частині технологічної і промислової діяльності. Найбільш часто досліджувані речовини в таких процесах, як правило, частини земної кори, різні види порід, магма, нафта і глина, бетон і асфальтобетон, фарби масляного типу, різні розчини, сплави полімерів. Реологічні властивості продуктів, наприклад тесту і тому подібного сировини, яка використовується для приготування цукерок та інших кондитерських виробів, також потрапляють під вплив изучениях їх якісних параметрів в реології. Ракетне паливо та засоби гігієни зубна паста, креми і навіть м'язові тканини, які складаються з білкових тіл, – все це перевіряється і вивчається в цій науці. У такий неповний список реологічних процесів ставляться такі речовини, як бетон, спочатку твердий і рідкий і навіть нафту. Реологічні властивості бурових розчинів особливо важливі для видобутку нафти, адже якщо не зменшити реологічні параметри типу промивальних рідин, що використовуються в насосах при видобутку нафти, то і впадуть їх технічні показники.

Як виявити свідоцтва реології в повсякденності

Простий досвід зустрічається в побуті, він виникає, коли при забрудненні клеєм, смолою або цукровим сиропом людина намагається розліпити пальці. Це призводить до появи ниточок, які створюються з, здавалося б, текучого середовища. Таким чином, виходить павутина і різні нитки. Реологія дає нам можливість зрозуміти, що при швидкісних впливах на тіло речовини можуть проявити себе як тверді, а при повільному впливі - як рідкі. Наприклад, удар об поверхню води на швидкості 150 км/год нічим не відрізняється, від удару об бетонну стіну, в цьому випадку вода проявляє себе як тверде тіло і не встигає проявитися її плинність. Бетонний стовп може з часом стати кривим (речовина тече), різні струни на музичних інструментах періодично втрачають своє натяг, їх доводиться підтягувати, внаслідок уповільненого перебігу їх довжина збільшується. Діапазон релеологических процесів може складатися від кількох секунд до мільярдів років. Гірські породи, що утворюють цілі гірські системи, мнуть за кілька геологічних періодів, що може становити мільярди років. Характеристики і особливості різних реологічних середовищ різні і залежать від умов наданої навантаження на них. За характером і властивостями близькими до бингамовским рідин можна назвати зубні пасти, шлами, бурові розчини.

Деякі дослідження (биореология)

Ґрунтуючись на дослідженнях реологічних характеристик крові і впливають на неї факторів, можна зробити висновок, що стан агрегатного характеру, в якому знаходиться кров, є основою, з якої треба робити висновки. Покращує реологічні властивості крові, можна домогтися її кращої циркуляції і здатності переносити складові елементи внутрішнього середовища організму. В сучасності вчені-дослідники приділяють велику увагу микрореологическим характеристиками крові. Однак вискозиметрия не втратила свого значення і донині. Визначення реологічних властивостей крові за допомогою віскозиметрії можна розділити на два основних типи: капілярний і ротаційний. Перший тип може протікати усередині трубки, розміри якої відомі заздалегідь, а сам процес протікання піддається дії заданих розмірів різниці в тиску на різних її кінцях.

Висновок

Реологічні властивості – це особливості різних речовин, які можуть проявлятися в результаті впливу певного характеру, наприклад швидкості або тиску. Сама реологія є важливою наукою і невід'ємною частиною фізики, а також знаходить своє застосування навіть у біології. Ця наука має безліч підрозділів, які хоч і працюють в одній галузі, однак можуть мати найрізноманітніші висновки в дослідженнях.