Движение броуновское, результаты

Согласно классическим термодинамическим представлениям все частицы, плотность которых превышает плотность дисперсионной среды, должны были бы осесть на дно сосуда. В действительности же вследствие флуктуаций в соответствии с теорией броуновского движения они распределяются по высоте по так называемому гипсометрическому (барометрическому) закону. Распределение молекул газа (или коллоидных частиц) по высоте определяется интенсивностью теплового движения и силой земного притяжения, зависящей от массы молекул (частиц) и от интенсивности теплового движения. Б результате этих двух факторов устанавливается стационарное состояние. При этом молекулы распределяются по высоте по гипсометрическому закону [c.401]

Броуновское движение. Теория броуновского движения и результаты ее экспериментальной проверки занимают особое место в истории естествознания так как именно с ее помощью впервые удалось доказать реальность существования молекул. [c.143]

При микроскопическом или ультрамикроскопическом методе испытуемый коллоидный раствор помещают в снабженную электродами закрытую кювету с прямоугольным или цилиндрическим сечением и измеряют время, необходимое для того, чтобы выбранная частица передвинулась на определенное расстояние. Так как частицы находятся в броуновском движении, то необходимо брать среднее арифметическое значение из многих таких определений. Кроме того, следует учитывать, что жидкость в кювете находится в движении в результате электроосмотического перемещения вдоль стенок кюветы. Однако вследствие того, что кювета закрыта, в центре кюветы устанавливается обратный ток жидкости, и, таким образом, перенос жидкости в кювете в целом равен нулю. Скорость движения жидкости в кювете налагается на электрофоретическую скорость движения частиц, и найденное значение представляет алгебраическую сумму этих скоростей. Понятно, что значение этой суммы сильно зависит от местонахождения частицы в кювете. Примером этому могут служить результаты работы Эллиса, [c.210]

Вместе с тем коллоидные растворы, подобно истинным, могут оставаться практически прозрачными при исследовании их под микроскопом в проходящем свете они не обнаруживают неоднородности, оставаясь оптически пустыми . Многим из них, в том числе и коллоидным растворам серы, свойственно явление опалесценции, которое возникает вследствие рассеяния проходящего света частицами коллоида. Броуновское движение как результат теплового движения молекул характерно и для коллоидных растворов, хотя частицы их по величине и массе значительно больше обычных молекул. [c.203]

В отличие от суспензий и эмульсий коллоидные растворы не отстаиваются в течение длительного времени, так как их частицы сравнительно малы и находятся в постоянном движении в результате действия молекул растворителя. (Повторите из курса физики материал о броуновском движении.) [c.83]

Ориентацию белковых макромолекул можно вызывать различными способами и соответственно можно исследовать двойное лучепреломление в электрическом или магнитном поле и при течении раствора. Во всех случаях белковый раствор с ориентированными вытянутыми частицами приобретает описанные выше свойства одноосного, оптически анизотропного тела. Однако полнота ориентации частиц нарушается их вращательным броуновским движением в результате в растворе устанавливается определенное распределение ориентации, при котором между оптической осью в жидкости и средним направлением ориентации образуется определенный угол %. В зависимости от силы ориентирующих воздействий этот угол меняется от значения 45° при слабой ориентации до 0° при сильной ориентации частиц. [c.141]

Велики относительные флуктуации параметров малых систем. Поэтому задание средних недостаточно для описания поведения малой системы. С наибольшей наглядностью обнаруживается наличие флуктуаций в малых объемах на примере броуновского движения. Движение броуновской частицы — результат того, что удары о нее молекул раствора не компенсируются полностью в каждый момент времени, хотя средняя по времени равнодействующая сил равна нулю. [c.128]

Весь этот экспериментальный материал привел в 80-х годах к заключению, что источником броуновского движения являются не внешние причины, а внутренние, присущие системе. Был сделан вывод, что броуновское движение есть результат вечно существующего молекулярного движения. [c.301]

Вернемся к броуновскому движению и представим себе, что большая коллоидная частица, которую для простоты примем сферической, погружена в воду, причем размеры ее гораздо больше размеров молекул воды. Коллоидная частица испытывает со всех сторон удары движущихся молекул воды, но так как она по своим размерам значительно превосходит их, частица испытывает одновременно большое число ударов, в среднем равномерно распределенных по ее поверхности и компенсирующих друг друга, в результате чего частица остается неподвижной (рис. 3,а). Коллоидная частица меньших размеров (рис. 3,6) испытывает одновременно меньшее число ударов, и при этом возможно, что они не будут компенсировать друг друга и частица переместится, как показано стрелкой на рис. 3,6. Вследствие хаотического движения молекул воды возможно, что они изменяют направление ударов и частица будет двигаться в другом направлении, затем в третьем и т. д. В результате траектория коллоидной частицы будет иметь вид, показанный на рис. 2. Следовательно, броуновское движение есть результат флуктуаций числа ударов, которые получает коллоидная частица. [c.26]

Коллоидный раствор с ориентированными вытянутыми частицами приобретает описанные выше свойства одноосновного оптически анизотропного тела, но полнота ориентации частиц нарушается их вращательным броуновским движением в результате в растворе устанавливается определенное распределение ориентаций, при котором угол х между направлением ориентации и оптической осью в жидкости, в зависимости от силы ориентирующих воздействий, изменяется от значения 45° при слабой ориентации до 0° при сильной ориентации частиц. [c.60]

Анализ возмущений на спектроанализаторе в последнем случае должен показать наличие шума в узком интервале частот. Для случайных колебаний характерно, что даже в случае, когда среднее значение по времени амплитуды равно нулю, значение дисперсии возрастает пропорционально Yt. если не учитывать потери при отражении от границ объема. При учете потерь среднее квадратичное значение должно асимптотически стремиться к постоянному значению. Некоторую аналогию можно привести с одномерным движением броуновской частицы, находящейся в начальный момент времени в точке хг=Хо [3]. В результате случайных толчков частица с одинаковой вероятностью может переместиться в любую сторону. Отсюда среднее значение пути, пройденного частицей при числе толчков Л - -оо, должно стремиться к нулю. Однако [c.17]

Наглядным и убедительным доказательством движения молекул в жидкостях служит также броуновское движение, которое впервые наблюдал в 1827 г. английский ботаник Р. Броун. Микроскопические частицы, взвешенные в жидкости, совершают беспорядочное движение, сталкиваясь друг с другом, они резко меняют направление движения. В результате этого путь каждой частицы оказывается очень сложным, зигзагообразным (рис. 5). [c.27]

Рассмотрим вначале кинетику быстрой агрегации за счет броуновского движения частиц. Нас интересует вероятность встречи двух дисперсных частиц в результате их броуновского движения. Одну из частиц будем считать неподвижной. Проведя вокруг нее сферу радиусом ац, будем считать, что всякая частица, входящая в эту сферу, захватывается и соединяется с выделенной частицей. Это означает, что на сферической поверхности радиуса концентрация частиц поддерживается равной 0. Поэтому вблизи этой поверхности возникает градиент концентрации и соответствующий ему диффузионный поток. Диффузионный поток на поверхность радиуса а равен среднему числу частиц, пересекающих эту поверхность вследствие броуновского движения. Тогда изменение концентрации частиц во времени подчиняется уравнению [c.88]

В настоящее время окончательно установлено, что броуновское движение есть результат суммирования ударов о коллоидную частицу со стороны беспорядочно движущихся молекул дисперсионной среды. Если частица дисперсной фазы велика, то она каждое мгновение испытывает со всех сторон миллионы подобных ударов. Эти удары или взаимно уравновешиваются, или равнодействующая их настолько мала, что не в состоянии привести в движение частицу, обладающую большой массой (броуновское движение не может быть обнаружено на частицах, размер которых превышает 4 i). Чем меньше частица, тем неравномерность ударов молекул с разных сторон более вероятна. Если частица мала, то в каждый данный момент она может получить с одной какой-нибудь стороны более сильный суммарный толчок, чем с других сторон. Вследствие этого частица переместится в определенном направлении. Из-за полной беспорядочности теплового движения молекул дисперсионной среды равнодействующая их импульсов на коллоидную частицу за бесконечно малый промежуток времени будет хаотически изменяться по величине и направлению. Этим и объясняется беспорядочность броуновского движения. Чем меньше коллоидная частица, тем более интенсивное движение она совершает. Это связано с тем, что несоответствие в силе ударов с разных сторон для малых частиц выражено особенно резко. [c.275]

Броуновское движение. Так называют движение взвешенных в жидкости частиц, вызываемое беспорядочными ударами молекул окружающей среды, находящихся в тепловом движении. Если частица велика, то она испытывает много миллионов ударов в секунду со всех сторон, в результате чего эти удары взаимно уравновешиваются. Если же частица мала, то число ударов, получаемых ею, гораздо меньше, и полное взаимное уравновешивание этих ударов становится маловероятным. Поэтому коллоидная частица, как частица очень малая, никогда не испытывает одинаково сильных и одинаково частых ударов со всех сторон, и обычно в каждое данное мгновение преобладают импульсы с одной какой-нибудь стороны, а в следующее мгновение более сильными оказываются удары, направленные с другой стороны. [c.510]

В настоящее время окончательно установлено, что броуновское движение есть результат суммирования ударов о коллоидную частицу со стороны беспорядочно движущихся молекул дисперсионной среды. Если частица дисперсионной фазы велика, то она каждое мгновение испытывает со всех сторон миллионы подобных ударов. Эти удары взаимно уравновешиваются или равнодействующая их настолько мала, что не в состоянии [c.352]

Если твердая частица, не имеющая природных магнитных свойств,, но получившая электрический заряд q (в Кл) при движении в газах со скоростью будет введена в магнитное поле с напряженностью Н (в А/м), она будет подвержена действию силы (в Н), направленной под прямым углом и в направлении поля, и в направлении е движения. В результате такого воздействия частица будет вращаться вокруг оси, проходящей через частицу и параллельной магнитному полю. Благодаря вращению направление результирующей силы непрерывно меняется, и частица описывает спираль [1, с. 75]. Броуновское движение препятствует ориентации частиц, поэтому степень ориентации возрастает с увеличением Н, пока не достигнет полной ориентации. [c.59]

Скорость диффузионного перемещения молекулы в направлении произвольно выбранной оси I определяется уравнением сдвига частицы в результате броуновского движения [c.592]

Для сравнения данных теории возмущений с точными результатами использован алгоритм численного моделирования движения броуновской частицы, детально описанный в работе [21]. Данный алгоритм применим только в том случае, когда скорость реакции контролируется временами релаксации растворителя к —> °о). Для обращения образов Лапласа, полученных в рамках теории возмущений, используем численное преобразование Лапласа. [c.109]

Для растворенной макромолекулы характерно состояние непрерывного хаотического движения. Молекула участвует в поступательном и вращательном броуновском движении, ее звенья непрерывно смещаются и вращаются одно относительно другого. Цепь макромолекулы представляет собой непрерывно деформирующийся хаотический клубок (рис. 23.1). К размерам и формам макромолекул очень чувствительны гидродинамические характеристики раствора, в частности вязкость. На рис. 23.1 изображены отдельные макромолекулы в потоке жидкости, лами-нарно текущей в капилляре. Слои жидкости движутся с разной скоростью — у стенок капилляра скорость равна нулю, в центре капилляра скорость максимальна. На участок частицы или макромолекулы, расположенной ближе к центру, воздействует более быстрый поток жидкости, приводящий частицу во вращательное движение. В результате частица движется не только поступательно, но и вращается, замедляя скорость самого потока, или как бы повышая вязкость системы. Измеряя вязкость раствора при различных концентрациях ВМВ с помощью вискозиметра, находят характеристическую вязкость [c.217]

В результате изучения броуновского движения было показано, что коллоидные растворы по молекулярно-кинетическим свойствам принципиально ничем не отличаются от истинных растворов. [c.511]

Размеры частиц существенно влияют на процесс разделения дисперсные системы разделяются тем труднее, чем мельче частицы. Очень мелкие частицы (менее 0,5 мкм) становятся чувствительными к ударам молекул жидкости и газа при броуновском движении вследствие этого они не отделяются отстаиванием. Размер частиц газовых суспензий зависит от их происхождения пыль и брызги механического происхождения, образовавшиеся, например, при дроблении, пересыпании и т.д., состоят из сравнительно крупных частиц размерами порядка десятков микрон дым и туман, образующиеся в результате конденсации паров каких-либо веществ (легкоплавкие металлы, смолы, кислоты) или протекания химических реакций в газовой среде, состоят из очень мелких частиц размерами в несколько микрон или даже долей микрона. [c.360]

Однако полученная траектория частицы существенно отличается от типичной траектории броуновской частицы. Хаотическое, дрожащее движение частицы накладывается на крупномасштабную траекторию, охватывающую почти все поле. Таким образом, перемещение частицы явно есть результат совмещения двух механизмов диффузионного — А/д = At, где — некоторый эффективный коэффициент диффузии случайных хаотических пульсационных движений частицы циркуляционного — [c.50]

Самое беглое изучение золей под ультрамикроскопом показывает, что частицы коллоида находятся в беспрерывном движении (броуновское движение). Такое движение характерно для мелких частиц (начиная приблизительно от мк), находящихся в жидкой или газообразной среде. Частицы радиоколлоидов, в силу своих ничтожных размеров, должны особенно сильно подвергаться броуновскому движению. Но если это так, то правильней будет предположить, что эффект Шамье является результатом неоднородного распределения радиоактивного элемента на поверхности фотоэмульсии или слюды вследствие [c.233]

В суспензоидных коллоидных растворах или золях частицы обычно имеют размеры порядка 10 — 0 см, тогда как атомы или ионы имеют размеры порядка 10 см. Эти частицы настолько малы, что приводятся в быстрое движение (броуновское движение) в результате ударов молекул жидкой среды. Частицы эти заряжены, так как они движутся под влиянием электрического поля и коагулируют на электроде. ОдпакО вес выделивше ися вещеСгва не сиихвегствует количеству, которое должно выделиться, если считать приложимым первый закон Фарадея. Поскольку частицы не являются простыми ионами, один фарадей (96500 кулонов) осаждает значительно больше одного грамм-эквивалента вещества. Например, в золе золота частицы могут состоять из 300—400 атомов. Затем золи очень чувствительны к добавкам электролитов. Ионы, несущие несколько зарядов, осаждают коллоиды лучше, чем ионы с единичным зарядом. Например, частицы золя АзаЗд заряжены отрицательно, причем следующие относительные количества ионов На+, Са + и А осаждают одно н то же количество АззЗд [c.148]

Коагуляционные структуры обладают ярко выраженной тик-сотропией, т. е. способностью после механического разрушения восстанавливать прочность, близкую к первоначальной [74, 79— 83]. Кинетика тиксотропного восстановления прочности разрушенной структуры обусловлена беспорядочными соударениями коллоидных частиц, находящихся в интенсивном броуновском движении. В результате тех соударений, которые оказываются эффективными, частички сцепляются друг с другом и с более [c.27]

Молекулярно-кинетические свойства. Молекулы дисперсио[1ной среды и взвешенные в ней частицы дисперсной фазы находятся в постоянном беспорядочном тепловом движении, которое для последних называется броуновским (см. гл. XV, 18). Если частица дисперсной фазы достаточно велика, то она испытывает в секунду много миллионов ударов молекул дисперсионной среды со всех сторон, в результате чего эти удары взаимно уравновешиваются. Если же частица дисперсной фазы мала, то чпсло ударов, получаемых ею, гораздо меньше и полное взаимное уравновешивание этих ударов маловероятно. Поэтому коллоидная частица, как частица очень малая, никогда не испытывает одинаково сильных и oдннaк(Jвo частых ударов со всех сторон, и в каждое мгновение обычно преобладают импульсы с одной какой-нибудь стороны, а в следующее мгновение более сильными оказываются удары, направленные с другой стороны. В результате направление движения отдельных частиц дисперсной фазы непрерывно и притом беспорядочно изменяется. [c.196]

Под влиянием каждого отдельного столкновения происходит очень малое отклонение частицы от ее макроскопической траектории. Эти столкновения весьма многочисленны и чрюзвычайно нерегулярны как по силе, так и по направлению. При этом предсказать положение или скорость броуновской частицы в любой момент времени невозможно, но можно предсказать средний результат большого числа экспериментов, выполненных в одинаковых условиях. Уравнение (2.52) есть уравнение класса стохастических уравнений движения. [c.49]

Наблюдение производится методом ядериого магнитного ре-.юнанса. Объект помещается в сильное магнитное поле. Спины ядер начинают прецессировать вокру вектора напряженности магнитного поля с определенной частотой. Затем подается слабое магнитное ноле, вектор напряженностн которого нерпендн-кулярен начальному вектору. Это поле меняется с некоторой частотой. Прн совпадении частот прецессии н слабого поля система начинает сильно поглощать энергию — наступает резонанс. Затем слабое поле выключается и система релаксирует к равновесному состоянию. По скоростям релаксации определяются значения Т , и То и затем рассчитываются времена корреляции броуновского движения. С помощью ядерной магнитной релаксации их можно измерять в широком диапазоне температур и частот. Измеренные времена корреляции позволяют определить размер частиц. Метод ядерной магнитной релаксации применим не всегда, поскольку нужно учитывать релаксацию молекул как дисперсной фазы, так и дисперсионной среды. Интерпретация результатов оказывается затруднительной. Метод применим для высокодисперсных систем с частицами от молекулярных размеров до десятков нанометров. Исследования нефтяных систем этим методом только начинаются [140]. Проведенные этим методом исследования дисперсности масляных фракций нефти и их фенольных растворов позволили установить, что размеры образующих их ССЕ составляют величины порядка 10 нм [141]. [c.99]

Выполненными исследованиями была окончательно доказана природа броуновского движения. Молекулы среды (жидкости или газа) сталкиваются с частицей дисперсной фазы, в результате чего она получает огромное число ударов со всех сторон. Если частица имеет сравнительно больите размеры, то число этих ударов так велико, что ио соответствующему закону статистики результирующий импульс оказывается равным нулю, и такая частица не будет двигаться под действием теплового движения молекул. Кроме того, частицы с большой массой обладают инерционностью и мало чувствительны к ударам молекул. Очень малые частицы (в ультрамикрогетерогенных системах) имеют значительно меньшие массу и поверхность. На такую частицу будет приходиться существенно меньшее число ударов, и поэтому вероятность неравномерного распределения ими)льсов, получаемых с разных сторон, увеличивается. Это происходит как вследствие неодинакового числа ударов с разных сторон частицы, так и вследствие различной энергии молекул, сталкивающихся с частицей. В результате в зависимости от размеров часпща приобретает колебательное, вращательное и иостуиательное. движение. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология