Ультразвукове дослідження стисливості кремній – органічних з’єднань
Міністерство освіти i науки України
Полтавський національний педагогічний університет
імені В.Г. Короленка
Фізико-математичний факультет
Кафедра загальної фізики і математики
Ультразвукове дослідження стисливості кремній – органічних з’єднань
Дипломна кваліфікаційна робота
зі спеціальності 7.04020301 Фізика
| Рекомендовано до захисту «____» _____201__р. протокол № ___________________ Зав. кафедри___________________ | Викона ла : студентV курсу, групи Ф-52 Щербак Олексій Олегович Науковий керівник: Доктор фізико-математичних наук, професор, зав. кафедрою загальної фізики і математики Руденко Олександр Пантелеймонович |
Полтава – 201 4
Ультразвукове дослідження стисливості кремній – органічних з’єднань
Зміст
ВСТУП……………………………………………………………………..………4
РОЗДІЛ І. В’ЯЗКІСТЬ І РЕОЛОГІЯ. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ………….………6
1.1. Теорія Бачинського………………………………………………...14
1.2. Теорія Френкеля……………………………………………………16
1.3. Теорія Андраде……………………………………………………..17
1.4. Теорія вільного об’єму……………………………………………..18
РОЗДІЛ ІІ. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ УСТАНОВКИ І ТЕОРІЯ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДІВ………………………………………………………………………..21
2.1. Метод Стокса…………………………………………………………26
2.2. Метод Пуазейля………………………………………………………28
2.3. Капілярний метод дослідження в’язкості…………………………..30
2.4. Визначення густини пікнометричним способом…………………..32
РОЗДІЛ ІІІ. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ГУСТИНИ, В’ЯЗКОСТІ І ШВИДКОСТІ ПОШИРЕННЯ ЗВУКУ……………….….…..36
3.1. Об’єкт дослідження………………………………………………….36
3.2. Результати вимірювання густини і кінематичної в’язкості
ПМС-400………………...……………………………………………...…39
3.3. Результати дослідження швидкості і температурну залежність коефіцієнта пружності…………..……...………………………………...42
ВИСНОВКИ……………………………………………………………………...45
РЕЗЮМЕ…………………………………………………………………………46
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………….47
ВСТУП
Актуальність теми: основне завдання молекулярної теорії рідини полягає у встановленні зв’язку між властивостями рідких систем та їх будовою, виявлення молекулярних механізмів та нерівноважних процесів, що протікають у результаті теплового руху. Експериментальні і теоретичні дослідження органічних рідин вздовж кривої рівноваги продовжують залишатися одними із актуальних задач фізики конденсованого стану речовини.
Результати вимірювань фізичних властивостей рідинних систем вздовж кривої рівноваги знаходять своє практичне застосування і продовжують залишатись об’єктом систематичних подальших фундаментальних досліджень, як експериментальних, так і теоретичних.
На даний час ці дослідження досягли значних успіхів завдяки розвитку сучасної флуктуаційної теорії фазових переходів, а також використанню різноманітних сучасних експериментальних методів. Одержані різноманітні рівняння стану рідин як поблизу критичної точки, так і в широкому околі термодинамічних параметрів. Але ці успіхи найчастіше стосуються вивчення рівноважних властивостей рідинних систем.
Експериментальних і теоретичних досліджень рівноважних властивостей рідинних систем, особливо з використанням акустичних методів у широкому діапазоні частот, недостатньо. У той же час методи акустичної спектроскопії дозволяють зареєструвати в системах динамічні процеси в дуже широкому інтервалі частот із характерними часами 1 
1 
с. Це дозволяє при досліджені рідинних систем простежити одночасно процеси, пов’язані із флуктуаційними та молекулярними механізмами. Саме це і зумовлює актуальність проведення експериментальних та теоретичних досліджень рівноважних властивостей органічних рідин за допомогою методів експериментальної спектроскопії у широкому діапазоні температур, тисків і частот.
Мета роботи: встановлення характеру особливостей температурної залежності реологічних та акустичних властивостей кремнійорганічних сполук вздовж кривої рівноваги, виявлення і з’ясування молекулярних та флуктуаційних механізмів релаксаційних процесів, що мають місце у досліджуваній системі вздовж кривої рівноваги.
Для реалізації цієї мети поставлено такі завдання: експериментально дослідити температурну залежність реологічних та акустичних властивостей кремнійорганічних сполук; дослідити коефіцієнт зсувної в’язкості та температурну залежність швидкості поширення звуку; дослідити зв'язок між будовою молекули рідини і кінетичними властивостями рідини.
Предметом дослідження є реологічні і акустичні властивості.
Об’єктом дослідження є виявлення температурної залежності релаксаційних процесів, характер між молекулярною взаємодією та механізмом в’язкої течії.
Методи дослідження: пікнометрія, віскозиметрія, акустична спектроскопія.
Вивчення природи рідкого стану речовини є однією з найбільш актуальних проблем сучасної молекулярної фізики. Велику роль у вивчені фізичних властивостей і станів рідин відіграють експериментальні методи.