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A Study of the Distribution of Acoustic Relaxation Times in some Organic Liquids

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Propagation of a compressional wave in a liquid is characterised by the complex and frequency-dependent nature of the bulk viscosity of the liquid, which can be expressed in the form of relaxation equations, involving the compressional relaxation time (τ). Deviations from the ideal behaviour are considered. A single relaxation time represents an ideal liquid, while a distribution of relaxation times is the characteristic of a real liquid. The distribution parameter (α) is evaluated by analogy with dielectric relaxation. This leads to an evaluation of the range of relaxation times, assuming a distribution function. The relaxation times are distributed, approximately, symmetrically, about the most probable value. These ranges are evaluated for n-propyl alcohol at various temperatures and for 1-2 dibromethane and pyridine at room temperature. They appear to be reasonable.

Zusammenfassung

Die Ausbreitung einer Kompressionswelle in einer Flüssigkeit ist gekennzeichnet durch die komplexe und frequenzabhängige Volumenviskosität der Flüssigkeit, die in Form von Relaxationsgleichungen ausgedrückt warden kann unter Benutzung der Kompressions-Relaxationszeit. Es werden Abweichungen vom idealen Verhalten betrachtet. Eine einzige Relaxationszeit stellt eine ideale Flüssigkeit dar, während eine Verteilung von Relaxationszeiten für eine reale Flüssigkeit kennzeichnend ist. Der Verteilungsparameter α wird in Analogie zur dielektrischen Relaxation ermittelt. Das führt zu einer Bestimmung des Bereichs der Relaxationszeiten unter der Annahme einer Verteilungsfunktion. Die Relaxationszeiten sind näherungsweise symmetrisch um den wahrscheinl. ichsten Wert herum verteilt. Diese Bereiche werden für n-Propylalkohol bei verschiedenen Temperaturen und für 1-2 Dibromethan und Pyridin bei Raumtemperatur bestimmt. Die Ergebnisse erscheinen plausibel.

Sommaire

La propagation d'une onde de compression dans un liquide se trouve caractérisée par le fait que la viscosité massique de ce liquide acquiert un comportement complexe et dépendant de la fréquence, ce qui peut s'exprimer au moyen d' équations de relaxation comportant la durée τ de relaxation compressionnelle. Des déviations par rapport à un comportement idéal sont alors à prendre en considération: une durée unique de relaxation réprésente un liquide idéalisé, tandis qu'un liquide réel sera caractérisé par toute une distribution de durées de relaxation. Le paramètre α de cette distribution est évalué par analogie avec la relaxation diéelectrique. Ceci conduit à estimer une fonction de distribution décrivant le profil de répartition des durées de relaxation. Celles-ci sont distributées, approximativement, d'une manière symétrique par rapport à leurs valeurs les plus probables. On a fait les calculs pour l'alcool n-propylique à diverses tempéraptures et pour le 1-2-dibromoéthane et la pyridine à la tempérapture du laboratoire. Les valeurs obtenues paraissent tout à fait raisonnables.
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Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 1990

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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