爱因斯坦粘度方程式英文解释翻译、爱因斯坦粘度方程式的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 Einstein viscosity equation
分词翻译:
爱因斯坦的英语翻译:
Einstein
【化】 einstein
粘度的英语翻译:
【化】 dynamic viscosity; internal friction; treacliness; viscosity
【医】 viscosity
方程式的英语翻译:
equation
【化】 equation
【医】 equation
专业解析
爱因斯坦粘度方程式(Einstein's Viscosity Equation)是描述悬浮液中刚性球形粒子对流体粘度影响的经典理论公式,由阿尔伯特·爱因斯坦于1906年提出。该方程从流体动力学角度量化了稀溶液中分散相体积分数与溶液粘度的关系,其核心表达式为:
$$
eta_r = 1 + 2.5phi
$$
其中:
- $eta_r$(相对粘度):溶液粘度$eta$与溶剂粘度$eta_0$的比值($eta_r = eta / eta_0$);
- $phi$(体积分数):分散相粒子在溶液中的总体积占比。
关键理论与假设
-
适用条件
方程仅适用于稀溶液($phi < 0.05$),粒子需满足:
- 刚性球形且远大于溶剂分子;
- 粒子间无相互作用(无聚集或碰撞);
- 溶剂为牛顿流体。
-
物理意义
系数2.5源于流体绕球体运动的斯托克斯方程推导,表示单个球形粒子对粘度的贡献。公式表明粘度增加与粒子体积分数呈线性正相关,与粒子尺寸无关。
-
局限性拓展
后续研究(如Batchelor, 1977)表明,更高浓度下需引入$phi$项修正:
$$
eta_r = 1 + 2.5phi + kphi
$$
其中$k$为粒子相互作用系数(通常$k approx 6.2$)。
应用领域
- 纳米流体:预测纳米颗粒对基液粘度的增强效应;
- 高分子溶液:用于刚性高分子稀溶液的粘度建模;
- 生物医学:分析血液中红细胞浓度与血浆粘度的关系。
权威参考文献
- Einstein, A. (1906). Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen. Annalen der Physik, 19: 289–306. [原始论文]
- Bird, R.B., et al. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). Wiley. P. 782. [理论推导]
- Larson, R.G. (1999). The Structure and Rheology of Complex Fluids. Oxford University Press. [应用拓展]
注:因未搜索到可验证的在线资源,本文引用来源以经典学术文献为主,建议通过学术数据库(如Google Scholar)检索标题获取原文。
网络扩展解释
爱因斯坦粘度方程式是描述稀释悬浮液中刚性球形颗粒对体系粘度影响的经典公式,由爱因斯坦在1906年提出。以下是详细解释:
1.公式表达式
爱因斯坦粘度方程的核心形式为:
$$
eta_{text{eff}} = eta_0 left(1 + 2.5phiright)
$$
其中:
- $eta_{text{eff}}$:悬浮液的有效粘度;
- $eta_0$:纯液体的粘度;
- $phi$:悬浮颗粒的体积分数(即颗粒体积占总体积的比例)。
该公式表明,悬浮液粘度随颗粒体积分数的增加呈线性增长,系数2.5为球形颗粒的理论贡献值。
2.推导条件与假设
公式的成立依赖于以下假设:
- 稀释悬浮液:颗粒浓度极低($phi ll 1$),颗粒间无相互作用;
- 刚性球体:颗粒为不可变形的理想球体;
- 无滑移边界条件:液体在颗粒表面流速为零。
近年研究(如)进一步放宽了推导条件,不再要求颗粒间距严格大于某一阈值,而是通过控制颗粒重叠和邻近数量来实现更普适的适用性。
3.实际应用与扩展
- 电粘效应:在胶体系统中,若颗粒带电(如ζ电位升高),扩散层增厚会导致有效体积分数$phi$增大,从而粘度升高。这是爱因斯坦公式在带电体系中的间接应用。
- 局限性:公式仅适用于低浓度中性球形颗粒,高浓度或非球形颗粒需引入高阶修正项(如巴切勒公式)。
4.与其他爱因斯坦公式的区分
需注意,爱因斯坦粘度方程(流体力学)与著名的质能方程$E=mc$(狭义相对论)属于不同领域的理论,后者描述质量与能量的等价性。
若需进一步了解公式的数学推导或电粘效应机制,可参考流体力学教材或胶体化学文献。
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