ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость молекул. Диффузия. Эффузия из "Физическая и коллоидная химия" Уравнение (1.5), известное под названием закона диффузии Грэма, можно переписать в виде уравнения (1.4), поскольку отношение плотностей двух идеальных газов при одинаковой температуре и давлении равно отношению их относительных молекулярных масс. Как было показано, закон Грэма является логическим следствием кинетической теории газов, так как скорость диффузии должна быть непосредственно связана со скоростью движения молекул. [c.17] Диффузия играет большую роль на многих стадиях процесса фотосинтети-ческого включения углерода СОг в углеводы. При этом углекислый газ диффундирует из атмосферы, достигая поверхности листа, а затем проходит через усть-ичные отверстия. Войдя в лист, СО2 диффундирует по межклеточным воздухоносным пространствам, а затем через клеточные оболочки и плазму клеток ме.зо-филла листа. Далее углекислый газ, по-виднмому, в форме НСОг диффундирует через цитоплазму и достигает хлоропластов. Затем СО2 оказывается в хлоропласте и попадает в зону действия ферментов, участвующих в образовании углеводов. Как видно, одну только эту сторону фотосинтеза можно расчленить на много стадий, в каждой из которых важную роль играет диффузия. Если бы с помощью ферментов фиксировался весь углекислый газ, находящийся в сфере их действия, и не происходила бы диффузия новых количеств углекислого газа из атмосферы, окружающей растение, процесс фотосинтеза прекратился бы. Диффузия важна также для многих других аспектов физиологии растений, особенно для проникновения веществ через мембраны. [c.17] Молекулы газа движутся от одного столкновения до другого прямолинейно. После столкновения в общем случае изменяется направление прямолинейного движения. [c.18] Путь молекулы от одного столкновения до другою называется свободным пробегом. [c.18] Если считать, что молекула движется с некоторой средней арифметической скоростью и при этом сталкивается с другими молекулами, то длина свободного пробега будет равна скорости, деленной на число столкновений в единицу времени. [c.18] Пусть в 1 м находится п молекул, представляющих собой абсолютно упругие щары с радиусом г и диаметром й. [c.18] При столкновении молекул удар может быть центральным, когда столкновение происходит по линии, проходящей через центры тяжести молекул, и боковым. Это показано схематично на рис. 5, а. При положении б произойдет боковой удар, при положении в молекулы, пролетая одна около другой, коснутся друг друга одной точкой своей поверхности. [c.18] Предположим, что все молекулы, за исключением одной, остановились, а движущаяся молекула обладает удвоенной средней арифметической скоростью 2ьт- Если вместо молекулы движется диск, радиус которого равен диаметру молекулы, то в 1 с диск вырежет в пространстве объем, равный 2лii 0m. В этом объеме может содержаться 2лй ЬтП молекул. [c.18] Как видно, средний свободный пробег обратно пропорционален плотности газа. [c.19] Уравнение (1.6) известно под названием распределения Максвелла или распределения Максвелла— Больцмана по скоростям. [c.19] Это распределение можно представить графически, откладывая по ординате число молекул , имеющих скорость у, (рис. 6). График соответствует температуре Т и общему числу молекул N. Площадь, заключенная между кривой и осью абсцисс, отвечает общему числу молекул N. Площадь, ограниченная кривой, осью абсцисс и двумя линиями, параллельными оси ординат, с абсциссами и и ия равна числу молекул, скорость которых заключена между VI и V2 Скорость ир, соответствующая максимуму на кривой,— наиболее вероятная скорость этой скоростью обладает больщинство молекул. [c.19] В качестве примера вычислим Ьр, и ис для О2 при 300 К, зная, что Я = = 8,314 Дж/(К-моль), М = 0,032 кг/моль, 7 =ЗООК. [c.20] Вернуться к основной статье