Масло под давлением в толстостенном цилиндре

[Cuprum2020]

В задачнике Лукашика есть задача: "В толстостенном стальном цилиндре сжимают масло. При большом давлении капельки масла выступают на внешних стенках цилиндра. Чем это можно объяснить?"
Ответ в решебнике предлагается такой:

"1) Расстояние между молекулами в кристаллической решетке стального
цилиндра больше, чем средний диаметр молекул масла;
2) При достаточно большом давлении, энергии молекул в масле
становится достаточно для преодоления сил взаимодействия между
молекулами.и они проникают сквозь кристаллическую решетку;"

Но он меня несколько озадачивает, мой ответ: Молекулы масла проникают через зазор между поршнем и цилиндром
Разве там места не больше чем между молекулами кристаллической решётки металла?

Кстати что это вообще за молекулы масла? Поиск в интернете вообще не помог мне найти сведений о химическом составе гидравлических масел. У таких масел действительно очень маленькие молекулы? "На глазок" кажется что это должны быть довольно большие углеводородные молекулы, по крайней мере никак не меньше молекул воды

И если молекулы масла, какими бы они ни были, способны проникать между молекулами металла, то выходит стенки сосуда в этот момент сдавливания представляют из себя "масляный металл" ? Один и тот же объём занят и молекулами металла и молекулами масла?

В задачнике есть и похожая задача: Детский резиновый шар, наполненный водородом, через несколько часов становится слабо надутым. Почему? И авторский ответ: Молекулы водорода проникают между частицами резины. С таким ответом мне согласится намного проще: молекулы водорода действительно маленькие, а слой резины тонкий, да ещё и расстояния между молекулами резины увеличены из-за растягивания стенок шара при надувании. Хотя и тут я бы предпочёл объяснить утечку молекул зазором между стенками шара там где он завязан. Но масло сквозь металл, да ещё и через толстые стенки? Меня терзают смутные сомнения

И ещё одна странная задача есть, согласно которой капля масла может растечься по воде слоем толщиной 0,0000001 мм. А это ведь диаметр атома водорода

[DimaM]

Мне тоже с трудом верится в просачивание масла сквозь стальные стенки.

[sergey zhukov]

Cuprum2020
Если бы я увидел масло на поверхности гидроцилиндра, то тоже смело списал бы это на утечки через уплотнения, не задумываясь. Т.е. может быть и есть давление, при котором масло внедрится в металл, только его никакой цилиндр не выдержит, я думаю. Т.е. его скорее порвет, чем на нем можно будет увидеть капли просочившегося масла. Хотя водород, например, действительно проникает в металл под давлением (водородное растрескивание).

Металл вообще-то обычно не представляет собой монокристалл. И даже не кристалл с дефектами. У него структура зернистая, а по краям зерен уже что-нибудь и может просочиться (все равно выглядит маловероятным). Впрочем, я бы еще предположил, что металл этот с дефектами (поры, трещины, свищи). Я такой видел.

Особо зачем-то указано, что сжимают в толстостенном цилиндре (мол, не подумайте, что просочиться через толстые стенки было легко). Известно, что если цилиндр именно толстостенный, то увеличивая внутреннее давление можно порвать внутренние слои цилиндра, а внешние слои еще даже не будут как следует нагружены. Может, с этим связано.

[DimaM]

sergey zhukov в сообщении #1597018 писал(а):

Впрочем, я бы еще предположил, что металл этот с дефектами (поры, трещины, свищи). Я такой видел.

Угу, цилиндр высокого давления с "порами, свищами, трещинами".

sergey zhukov в сообщении #1597018 писал(а):

Известно, что если цилиндр именно толстостенный, то увеличивая внутреннее давление можно порвать внутренние слои цилиндра, а внешние слои еще даже не будут как следует нагружены.

А можете показать источник, из которого это известно?

[sergey zhukov]

DimaM в сообщении #1597019 писал(а):

А можете показать источник, из которого это известно?

Это из теории известно.

[DimaM]

sergey zhukov в сообщении #1597021 писал(а):

Это из теории известно.

А эта теория где-то описана?

[sergey zhukov]

DimaM
Да вряд-ли стоит это здесь развивать.

[DimaM]

sergey zhukov в сообщении #1597023 писал(а):

Да вряд-ли стоит это здесь развивать.

Дело ваше.
Одним голословным заявлением больше, ну да вам не впервой.

[Cuprum2020]

DimaM в сообщении #1597024 писал(а):

Одним голословным заявлением больше, ну да вам не впервой

Полагаю имелось в виду что-то в стиле цилиндрического поршня с внешним диаметром 1 метр и внутренним 1 мм

sergey zhukov
DimaM
Ну что ж, вы подтвердили мою уверенность в своей правоте. Спасибо

[DimaM]

Cuprum2020 в сообщении #1597026 писал(а):

Полагаю имелось в виду что-то в стиле цилиндрического поршня с внешним диаметром 1 метр и внутренним 1 мм

Мне кажется, в исходной задаче вряд ли шла речь о такой конфигурации.

[sergey zhukov]

Cuprum2020
Я, кстати, эту задачу и раньше слышал. Тогда тоже был ответ, что масло таки просачивается сквозь металл. Похоже на какое-то наблюдение из практики, как-будто. Только где же это можно увидеть? И главное - как отличить от протечек через уплотнения?

Так и вижу какого-нибудь Петровича, который на вопрос "Ты чего манжеты на гидроцилиндре трактора не меняешь? У тебя же масло повсюду." отвечает, что это, мол, масло прямо через металл выходит.

[diletto]

sergey zhukov в сообщении #1597023 писал(а):

DimaM
Да вряд-ли стоит это здесь развивать.

Нетрудно поверить, что возможно взрывное разрушение внутренних слоёв. А если квазистатически - то, действительно, очень странно.

[amon]

DimaM в сообщении #1597022 писал(а):

А эта теория где-то описана?

Насчет теории не знаю, а эксперимент описан у Роберта Вуда. Он, в свое время, проверял теорию таяния льда под высоким давлением, для чего клал монетку на столбик льда и сдавливал его в металлическом цилиндре гидравлическим прессом. В описании эксперимента Вуд упоминал о том, что лед проходил сквозь стенки металлического цилиндра. Он объяснял это наличием дефектов в отливке.

[Cuprum2020]

zykov в сообщении #1597060 писал(а):

Масло масленное, ему проще проскользнуть
Эксперемень паскаля (диффузия, масло сквозь железо)

Ну вот. Только я уже расслабился и подумал что масло сквозь металл пройти не может, как оказалось что не всё так однозначно. Подробностей правда про опыт Бриджмена я не нашёл, упоминается он почему то обычно в связи с вопросами по физике 6 и 7 класса. Неужели эта тема просачивания масла под сверхвысоким давлением сквозь металл решительно неинтересна кому-либо ещё кроме 6 и 7-классников?

[DimaM]

Cuprum2020 в сообщении #1597088 писал(а):

Только я уже расслабился и подумал что масло сквозь металл пройти не может, как оказалось что не всё так однозначно.

По ссылке только заголовок. Никаких фактических подтверждений.