ريولوجيا

علم الجريان إنگليزية: Rheology وقد تترجم بعدة مصطلحات منها: الريولوجيا، علم الصلب سائلية^[1]. وقد ترجمها قاموس المنهل^[2] بأنها إوالة الحالات، وهي فرع من علم الإوالة يُعنى بحالات المادة وما يحدث فيها من حيث اللزوجة والتمدد والتلدن بتأثير العوامل الخارجية. وتصبح ترجمة (Rheological): إوالي حالاتي.

وهو ذلك 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 أو الخطية (يمثل خاصية المرونة) وتلك للموائع عن طريق نموذج المائع النيوتني أو ذو اللزوجة 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 أن هذه الخصائص تظهر أيضا في بعض التجارب على المعادن، والزجاج، والغازات.

و علم الجريان ليس ذو أهمية لعلماء الرياضيات والفيزياء فحسب، والذين يعتبرونه كجزء من ميكانيكا الأوساط المستمرة، بل ذو أهمية للكيميائيين والمهندسين أيضًا المتعاملين مع هذه المواد. وهو ذو أهمية خاصة في اللدائن والمطاط ، والأغشية (الأفلام)، وصناعة الطلاء.

هذه المقالة 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 علم الجريان.

و يطبق علم الجريان على المواد ذات البنى المعقدة، وتشمل الطين، الحمأ، السوائل المعلقة، البوليمرات، العديد من الأغذية (العسل)، والسوائل الحيوية في الجسم البشري، و مواد أحيائية أخرى. لا يمكن توصيف تدفق هذه المواد بقيمة وحيدة للزوجة (عند درجة حرارة ثابتة^[3])- فاللزوجة تتغير بسبب عوامل أخرى. فمثلا، لزوجة صلصة الطماطم (كتشب) تنقص عندما نخضها، بينما لزوجة الماء تبقى ثابتة.

ومنذ أن وضع نيوتن مفهوم اللزوجة، سميت دراسة لزوجة العديد من الموائع بميكانيكا الموائع اللا نيوتنية^[4].

الجوانب النظرية لعلم 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 أو المرونة.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مجال تطبيقات الريولوجيا

من الناحية العملية، تعتني الريولوجيا أساسًا بتغطية سلوك المواد الذي لا يمكن وصفه بالنظريات التقليدية كالمرونة أو ميكانيكا الموائع النيوتنية. كما أنها تعتني بالتنبؤ بالسلوك الميكانيكي (على مستوى ميكانيكا الأوساط المتصلة) اعتمادًا على البنية المجهرية أو النانوية للمادة، مثلا، حجم الجزيء و هيكلة البوليمر في المحلول، أو توزع حجم الجزيء (particle size distribution) في محلول معلق.

علم المواد

تجري المادة عندما تتعرض للإجهاد. وهناك أشكال للإجهاد^[5] واستجابة المادة لها تكون متنوعة أيضًا، والعديد من الريولوجيا النظرية تعنى بالقوى والإجهادات^[4].

ميكانيكا الأوساط المتصلة	ميكانيكا الأجسام الصلبة أو مقاومة المواد	المرونة
		اللدونة	الريولوجيا
	ميكانيكا الموائع	موائع لا نيوتنية
		موائع لا نيوتنية

پوليمرات عضوية

Linear structure of cellulose -- the most common component of all organic plant life on Earth. * Note the evidence of hydrogen bonding which increases the viscosity at any temperature and pressure. This is an effect similar to that of polymer crosslinking, but less pronounced.

Sol-gel

Polymerization process of tetraethylorthosilicate (TEOS) and water to form amorphous hydrated silica particles (Si-OH) can be monitored rheologically by a number of different methods.

فيزياء الأرض

Piledriving for a bridge in Napa, California.

الفسيولوجيا

Heme b

انظر أيضاً

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 علم الجريان
^ ^أ ^ب 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

الكلمات الدالة:

[1] مجمع اللغة العربية في القاهرة

[2] قاموس المنهل، د.سهيل إدريس، قاموس فرنسي-عربي، دار الأدب، بيروت، 2001

[temp-3] لزوجة الموائع تتغير عادة مع تغير درجة الحرارة، وقد تتغير مع تغير عوامل أخرى يدرسها علم الجريان

[Schowalter-4] أ ^ب W. R. Schowalter (1978) Mechanics of Non-Newtonian Fluids Pergamon ISBN 0-08-021778-8

[stresses-5] مثلا، إجهاد القص، وإجهاد الشد

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

v t e فروع الفيزياء
أقسام	فيزياء تطبيقية فيزياء تجريبية فيزياء نظرية
طاقة حركة	ديناميكا حرارية ميكانيكا كلاسيكية لاغرانج هاملتوني المتصل سماوية إحصائية الموائع الكم
أمواج · حقول	جاذبية كهرومغناطيسية نظرية الحقل الكمومي نسبية خاصة عامة
حسب الاختصاص	مسرعات صوتيات فيزياء فلكية الفيزياء الشمسية فيزياء فلكية نووية فيزياء شمسية فيزياء الفضاء فيزياء الجسيمات الفلكية فيزياء ذرية وجزيئية وبصرية فيزياء المواد المكثفة فيزياء الجوامد فيزياء رقمية فيزياء هندسية فيزياء المواد فيزياء ذرية فيزياء رياضية فيزياء نووية بصريات بصريات هندسية بصريات لاخطية بصريات طبيعية بصريات الكم فيزياء الجسيمات فيزياء فلكية دراسة الظواهر بلازما فيزياء البوليمرات فيزياء حاسوبية الفيزياء الإحصائية الأعداد المعنوية
الفيزياء مع العلوم الأخرى	فيزياء حيوية ميكانيكا حيوية فيزياء طبية فيزياء عصبية فيزياء زراعية فيزياء التربة فيزياء الغلاف الجوي فيزياء كيميائية فيزياء اقتصادية فيزياء الأرض علم الطبيعة النفسية
انظر أيضاً	تاريخ الفيزياء خط زمني للفيزياء جائزة نوبل في الفيزياء