ريولوجيا
| ميكانيكا الاستمرارية | ||||||||
|
الحفاظ على الكتلة الحفاظ على العزم معادلات ناڤييه–ستوكس
| ||||||||
فهم الجريان بالإنگليزية: Rheology وقد تترجم بعدة مصطلحات منها: الريولوجيا، فهم الصلب سائلية. وقد ترجمها قاموس المنهل بأنها إوالة الحالات، وهي فرع من فهم الإوالة يُعنى بحالات المادة وما يحدث فيها من حيث اللزوجة والتمدد والتلدن بتأثير العوامل الخارجية. وتصبح ترجمة (Rheological): إوالي حالاتي.
وهوذلك الجزء من الميكانيكا الذي يتناول العلاقة بين القوة والتشوه في الأجسام المادية. وطبيعة هذه العلاقة تعتمد على المواد التي يتشكل منها الجسم.
وقد اصطلح تمثيل سلوك التشوه للمعادن وغيرها من المواد الصلبة عن طريق نموذج يسمى المادة الصلبة المرنة الهوكية أوالخطية (يمثل خاصية المرونة) وتلك للموائع عن طريق نموذج المائع النيوتني أوذواللزوجة الخطية (يمثل خاصية اللزوجة).
هذه النماذج الكلاسيكية غير كافية لوصف سلوك التشوه غير الخطي والمتعلق بالزمن، الذي يلاحظ في بعض الأحيان. فالسلوك الريولوجي يلاحظ بسهولة ولا سيما في المواد التي تحتوي على جزيئات البوليمر التي تحتوي عادة على الآلاف من الذرات في الجزيء الواحد، على الرغم من حتى هذه الخصائص تظهر أيضا في بعض التجارب على المعادن، والزجاج، والغازات.
وفهم الجريان ليس ذوأهمية لفهماء الرياضيات والفيزياء فحسب، والذين يعتبرونه كجزء من ميكانيكا الأوساط المستمرة، بل ذوأهمية للكيميائيين والمهندسين أيضًا المتعاملين مع هذه المواد. وهوذوأهمية خاصة في اللدائن والمطاط ، والأغشية (الأفلام)، وصناعة الطلاء.
هذه الموضوعة تتعامل مع ثلاثة نماذج غير كلاسيكية:
- مرونة لزوجية خطية (linear viscoelasticity)
- مرونة لا خطية (nonlinear elasticity)
- مرونة لزوجية لا خطية (nonlinear viscoelasticity).
اللدونة، والتي تعتبر مهمة في المعادن، نادرًا ما تدرس من قبل مختصي فهم الجريان.
ويطبق فهم الجريان على المواد ذات البنى المعقدة، وتضم الطين، الحمأ، السوائل المعلقة، البوليمرات، الكثير من الأغذية (العسل)، والسوائل الحيوية في الجسم البشري، ومواد أحيائية أخرى. لا يمكن توصيف تدفق هذه المواد بقيمة وحيدة للزوجة (عند درجة حرارة ثابتة)- فاللزوجة تتغير بسبب عوامل أخرى. فمثلا، لزوجة صلصة الطماطم (كتشب) تنقص عندما نخضها، بينما لزوجة الماء تظل ثابتة.
ومنذ حتى وضع نيوتن مفهوم اللزوجة، سميت دراسة لزوجة الكثير من الموائع بميكانيكا الموائع اللا نيوتنية.
الجوانب النظرية لفهم الجريان هي علاقة سلوك التدفق / التشوه للمواد وبنيتها الداخلية (مثل التوجه والاستطالة من جزيئات البوليمر)، وسلوك التدفق / التشوه للمواد التي لا يمكن وصفها بميكانيكا الموائع الكلاسيكية أوالمرونة.
مجال تطبيقات الريولوجيا
من الناحية العملية، تعتني الريولوجيا أساسًا بتغطية سلوك المواد الذي لا يمكن وصفه بالنظريات التقليدية كالمرونة أوميكانيكا الموائع النيوتنية. كما أنها تعتني بالتنبؤ بالسلوك الميكانيكي (على مستوى ميكانيكا الأوساط المتصلة) اعتمادًا على البنية المجهرية أوالنانوية للمادة، مثلا، حجم الجزيء وهيكلة البوليمر في المحلول، أوتوزع حجم الجزيء (particle size distribution) في محلول معلق.
فهم المواد
تجري المادة عندما تتعرض للإجهاد. وهناك أشكال للإجهاد واستجابة المادة لها تكون متنوعة أيضًا، والكثير من الريولوجيا النظرية تعنى بالقوى والإجهادات.
| ميكانيكا الأوساط المتصلة | ميكانيكا الأجسام الصلبة أومقاومة المواد | المرونة | |
| اللدونة | الريولوجيا | ||
| ميكانيكا الموائع | موائع لا نيوتنية | ||
| موائع لا نيوتنية | |||
پوليمرات عضوية
Sol-gel
فيزياء الأرض
الفسيولوجيا
انظر أيضاً
- سائل
- صلب (حالة)
- Glass transition
- Die swell
- Microrheology
المراجع
- McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 10th Edition
- ^ مجمع اللغة العربية في القاهرة
- ^ قاموس المنهل، د.سهيل إدريس، قاموس فرنسي-عربي، دار الأدب، بيروت، 2001
- ^ لزوجة الموائع تتغير عادة مع تغير درجة الحرارة، وقد تتغير مع تغير عوامل أخرى يدرسها فهم الجريان
- ^ W. R. Schowalter (1978) Mechanics of Non-Newtonian Fluids Pergamon ISBN 0-08-021778-8
- ^ مثلا، إجهاد القص، وإجهاد الشد
وصلات خارجية
- دوريات تغطي الريولوجيا
- هيئات معنية بدراسة الريولوجيا
- مؤتمرات الريولوجيا
