Вязкость масла сохраняет ваш двигатель в рабочем состоянии. Ученый только что обнаружил его «абсолютный космический предел».

      Getty Images

      

      

      

      

      

      

       Самые важные новости и обзоры автомобилей, без лишних слов

      

      

       Наш бесплатный ежедневный информационный бюллетень отправляет истории, которые действительно имеют значение, прямо к вам, каждый рабочий день.

      

      

      

      Автомобили полагаются на различные смазочные материалы, чтобы их движущиеся части не стали дорогим блестящим мусором, и это все связано с вязкостью, способностью материала течь, не деформируясь (известной как сдвиг). Смазочные материалы должны иметь возможность течь при различных температурах, не становясь слишком жидкими, чтобы выполнять свою работу по уменьшению трения между поверхностями. И, как оказывается, существует верхний предел вязкости, который значительно превышает веса, указанные на каждой бутылке моторного масла.

      В практическом смысле верхний предел вязкости неограничен. Это связано с тем, что когда вы начинаете рассматривать более высокие значения вязкости, обсуждение уходит от узнаваемых жидкостей к образующим минералам, которые текут под поверхностью планеты при невероятно высоких температурах. Тем не менее, Массаки Ёсида, профессор Университета Рицумейкан в Японии, решил найти физический верхний предел вязкости и опубликовал результаты этого "абсолютного космического предела" в журнале Physics of Fluids в прошлом месяце.

       Университет Рицумейкан

      Профессор Ёсида пришел к числу 10^30±2 паскаль-секунд (Па с), мера динамической вязкости, которая выражает способность материала течь заданное количество за секунду под заданным давлением. Чтобы поставить это очень большое число в перспективу, вода имеет вязкость примерно 10^-3 Па с, в то время как мед имеет вязкость около 10^1 Па с. Материал с такой вязкостью течет так медленно, что время для любого измеримого движения превышает возраст Земли. В практическом смысле такой материал является жестким, и именно поэтому он обычно не является предметом исследований в области гидродинамики.

      Мне было бы немного страшно от двигателя, который мог бы создавать внутренние температуры, достаточно высокие, чтобы требовать моторное масло с такой вязкостью. Динамическая вязкость для моторных масел обычно измеряется в миллипаскаль-секундах (МПа с, или эквивалент), что составляет одну тысячную от Па с. Для не зимних весов это значение делится на плотность масла (известной как кинематическая вязкость). И в обоих случаях вес, который вы видите на бутылке, определяется измерением вязкости при нескольких температурах и созданием индекса на основе этих измерений.

       Кевин Картер/Getty Images

      Чтобы достичь этого "космического предела", исследование опиралось на десятилетия геодезических данных (связанных с формой самой Земли), лабораторные эксперименты по деформации горных пород и симуляции, основанные на знаниях о геологических процессах, которые разворачиваются под поверхностью Земли на протяжении миллионов лет. Поскольку материалы, демонстрирующие самый высокий уровень вязкости, не являются смазочными материалами, они являются строительными блоками гор, которые текут, когда тектонические плиты движутся.

      Какова была цель всего этого? Для исследователей это устраняет временный термин "бесконечная вязкость", часто используемый в исследованиях гидродинамики, предоставляя конкретный верхний предел. Конечно, это предел настолько высок, что не влияет на более традиционные исследования, именно поэтому ученые ранее описывали вязкость как "бесконечную" с самого начала. В пресс-релизе Университет Рицумейкан также утверждает, что результаты могут быть полезны для изучения геологической активности в прошлом и настоящем, а также высоковязких неньютоновских жидкостей, вязкость которых изменяется при воздействии силы (например, кетчуп, который становится более жидким, когда вы трясете бутылку). Это также интересное напоминание о том, что те же принципы, которые поддерживают работу вашего двигателя, также поддерживают жизнь планеты.