Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Значение броуновского движения

    Таким образом, изучение броуновского движения (наряду с ультрамикроскопией) имело большое значение не только для коллоидной химии, но и для всего естествознания в целом как одно из доказательств справедливости диалектико-материалистической концепции миропонимания. [c.301]

    Таким образом, значение теории броуновского движения выходит далеко за пределы коллоидной химии, в которой она, кстати говоря, явилась первой количественной теорией. Теория броуновского движения, согласно которой движение коллоидных частиц — прямое следствие теплового движения молекул, приобрела огромное значение в физической химии, физике и философии, явившись убедительным обоснованием правильности материалистического мировоззрения. Исследование броуновского движения привело к созданию теории флуктуаций и способствовало развитию статистической физики. [c.65]


    В данном случае, в отличие от молекулярной диффузии, не является физической константой и зависит от гидродинамических условий, определяемых в основном скоростью и масштабами турбулентности потока. Непосредственно у поверхности стенки трубы конвективный перенос из-за турбулентности потока сильно замедляется и в диффузионном подслое перемещение частиц возможно лишь за счет броуновского движения, являющегося следствием теплового движения. Направленное движение частиц за счет диффузии будет наблюдаться при разности их концентраций в различных точках системы. При этом среднее значение перемещения частицы в направлении движения за определенное время выражается уравнением Эйнштейна-Смолуховского /34/ [c.59]

    Изучение броуновского движения позволило Перрену при содействии математика Ланжевена впервые экспериментально путем непосредственного подсчета в поле зрения ультрамикроскопа определить одну из наиболее важных констант — постоянную Авогадро Nq. Найденное им ее значение Л/о=6,02-Ю2з хорошо согласуется с другими известными данными. [c.301]

    В жидкостях с малой вязкостью, в которых коэффициенты диффузии молекул велики, необходимо учитывать броуновское движение люлекул при опреде.тении Rq из опытных данных. Значение броуновского движения увеличивается по мере увеличения отно- [c.18]

    Рассмотрим быструю агрегацию при чисто броуновском движении частиц. Так как коагуляция (агрегация) быстрая, то значениями И- пренебрегаем (малы). Для броуновского движения частиц и = кТ, тогда из зависимости (1.330) имеем [c.98]

    Отклонения отдельных значений Д и ср от среднего должны выражаться обычной кривой расиределения, что и было подтверждено при опытной проверке теории броуновского движения, [c.206]

    Управляющее уравнение описывает эволюцию в целом, включая флюктуации, причем явная форма W(x/x ) отражает свойства конкретной системы. Во многих случаях, как, например, в химических реакциях, переменная X принимает только целое значение, в других — как в броуновском движении — она может пробегать непрерывный ряд значений. [c.38]

    Если двойной слой образуется вследствие обратимой адсорбции из относительно большого объема раствора, то потенциал онределяется концентрацией потенциалопределяющих ионов, в то время как индифферентные ионы в основном влияют на толщину диффузного слоя. Метод вычисления для капель эмульсии рассмотрен ниже. Типичные значения лежат в области 25 н- 100 ме, а значения 6, которые могут быть рассмотрены как расстояния между поверхностью и центром заряда противоионов, колеблются от 1000 А (для дистиллированной воды) до 10 А [для 0,1 н. раствора (1 1) электролита]. Обычно считают, что если две коллоидные частицы, несущие подобные двойные слои, соприкасаются (например, в результате броуновского движения), поверхностный потенциал при их взаимодействии остается постоянным это означает, что адсорбционное равновесие устанавливается очень быстро. Альтернативно можно постулировать, что поверхностный заряд остается постоянным в результате медленной адсорбции. Видимо, истина находится между указанными двумя предположениями, которые, к счастью, не приводят к сильно отличающимся оценкам энергии взаимодействия. [c.97]


    По характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз, согласно классификации П. А. Ребиндера [13], все жидкие двухфазные дисперсные системы, в том числе и нефтяные, делятся на две группы по величине удельной свободной межфазной энергии (от). Эта величина определяется соразмерным значением средней кинетической энергии теплового (броуновского) движения [c.12]

    При проведении эксперимента измеряется молярная вязкость — макроскопическая величина. Она имеет смысл для внутреннего трения слоев жидкости. Экспериментальные данные показывают, что уравнения броуновского движения, полученные на основании классической гидродинамики, оказываются применимыми к частицам, размеры которых превышают размеры молекул растворителя в 3—5 раз. В общем случае молекулярная (микроскопическая) вязкость не равна молярной. По мере уменьшения относительных размеров молекул растворенного вещества, вследствие наличия свободных пространств в жидкости часть времени движение будет происходить без трения, а значит, эффективное значение вязкости должно уменьшаться. На вязкость растворов оказывает существенное влияние сольватация молекул растворителем. [c.53]

    Для вращательного броуновского движения частиц сферической формы коэффициент трения будет равен 8лП], и тогда среднее квадратичное значение угла вращения (угла поворота) составит [c.206]

    Научное и практическое значение феномена броуновского движения подробно обсуждается в специальной литературе по коллоидной химии, и поэтому здесь не рассматривается. Остановимся лишь на одном из принципиальных положений применительно к дисперсным системам, вытекающих из выводов, сделанных в ходе изучения броуновского движения в рамках молекулярно-кинетической теории. [c.21]

    Броуновское движение, являющееся непрерывным хаотическим движением частиц, взвешенных в жидкости или газе, может продолжаться сколь угодно длительное время без ослабления или затухания. Характер движения не зависит от химической природы частиц. Интенсивность броуновского движения возрастает с увеличением температуры и уменьшением размера частиц. Броуновское движение является отражением теплового движения молекул жидкости, образующей дисперсионную среду. Таким образом, поверхность частицы подвергается непрерывным ударам со стороны молекул. Если масса частицы, а значит и ее поверх>[ость, достаточно велики, эти удары компенсируют в среднем друг друга. Суммарный имнульс, передаваемый частице, в среднем оказывается равным нулю. Однако, когда размер частицы приближается к значениям =10-6 импульс, получаемый ею в одном направлении, не уравновешивается импульсом в противоположном. Такие частицы становятся подвижными. Следует отметить, что их размеры по-прежне-му значительно превышают размеры молекул дисперсионной среды. Со стороны молекул появляется непрерывно меняющаяся по величине и направлению сила. Направление и скорость броуновской частицы изменяются с частотой, близкой ло порядку величины к частоте тепловых скачков. Количественная теория броуновского движения создана А. Эйнштейном н М. Смолуховским. В теории наряду со случайно меняющейся составляющей силы, обусловленной соударе- [c.93]

    Флуктуации плотности — локальное отклонение в распределении вещества в системе вследствие образования короткоживущих сгустков, роев частиц и элементов инфраструктуры системы на молекулярном или надмолекулярном уровне, связанное с отклонениями от среднего значения их равномерного распределения в объеме системы вследствие броуновского движения во взаимосвязи с различными факторами условий существования системы. [c.319]

    Броуновское движение тесно связано с флуктуациями параметров системы, характеризующих ее состояние равновесия, по отношению к их среднему значению. Например, неполная взаимная компенсация импульсов, получаемых коллоидной частицей с разных сторон, представляет собой не что иное, как колебание давления. Флуктуации — это спонтанные колебания какого-либо параметра вблизи его среднего значения в достаточно малом объеме. Они свидетельствуют о том, что второй закон термодинамики, согласно которому эти параметры должны иметь постоянное значение, отвечающее экстремуму характеристических термодинамических функций (энтропии, энергии), не совсем точен, он справедлив только для достаточно больших объемов. Другими словами, второй закон термодинамики имеет статистический характер и, как всякий статистический закон, справедлив только для систем, состоящих из достаточно большого числа частиц. Таким образом, броуновское движение подтверждает высказанную Больцманом идею о вероятностном характере второго закона термодинамики, в чем и состоит, по крайней мере в рамках современных представлений, его качественное отличие от первого закона. [c.55]


    Диффузия. В дисперсных системах, так же как и в обычных, происходит тепловое движение частиц. В отличие от обычных растворов, в дисперсных системах это тепловое движение можно наблюдать в микроскоп картина его имеет вид хаотического движения частиц дисперсной фазы (рис. VI.3). Это явление впервые в 1827 г. было обнаружено английским ботаником Р. Броу-ком (1773—1858) и называется броуновским движением. Открытие броуновского движения имело огромное научное значение, поскольку послужило в дальнейшем практическим подтверждением справедливости кинетической теории агрегатного состояния вещества (М. Смолуховский (1877—1917, Польша), Эйнштейн]. [c.274]

    Открытие в 1828 г. броуновского движения и обоснование его тепловой природы явилось первым экспериментальным подтверждением представлений молекулярно-кинетической теории. Изучение движения коллоидных частиц в поле зрения ультрамикроскопа, проведенное Ж- Перре-IIOM, Г. Сведбергом и др., работы А. Эйнштейна и М. Смолуховского позволили создать теории теплового движения частиц, дис к )узии и флуктуации, справедливые и для молекул. На основе этих работ оказалось возможным рассчитать нз экспериментальных данных важнейшую физическую константу—постоянную Авогадро, причем ее расчетное значение достаточно хорошо совпало с теоретическим. [c.88]

    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]

    По значению второй производной относительной массы осадка Р Ртзх от времени для любого момента времени 01< азывается возможным определение величины /(г). Седиментационный анализ применяется лишь для систем с раз.мерами частиц 1 — 100 мкм. При меньших размерах начинают сказываться закономерности броуновского движения. [c.103]

    Значения молекулярных весов асфальтенов, определенных крио-сконическн, колеблются в пределах 1060—6000. На эту величину значительно влияет концентрация асфальтенов в растворе. Значения депрессии нри концентрациях асфальтенов 1 % и ниже весьма малы п поэтому плохо воспроизводимы. Выло показано [38], что в бензольном растворе асфальтенов содержатся небольшие количества кол.т10идных частиц, о чем свидетельствует, в частности, наблюдаемое в этих растворах броуновское движение. [c.501]

    Построение другой группы моделей основано на представлении о процессе фильтрации в неоднородной среде как о случайном броуновском движении, случайных блужданиях, конвективной диффузии и т. д. Такое представление приводит к получению уравнения типа уравнения теплопроводности или диффузии с коэффициентами, значение которых определяется неоднородным строением. Методы этой группы сложнее первых, но ближе отражают реальный процесс фильтрации жидкости в неоднородной пористой среде. Однако они еще не получили щирокого практйче- [c.195]

    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]

    Среднее значение произведения А Ат равно нулю, так как при броуновском движенни для этих частиц равновероятны движения навстречу и в разные стороны, т. е. произведение АпЛ с равной вероятностью может быть отрицательным и положительным. [c.279]

    Если константа скорости пептизации значительно больше константы скорости коагуляции (энергия активации пептизации значительно меньше, чем при коагуляции), то в системе будут преобладать мелкие первичные частицы. С увеличением константы скорости коагуляции (уменьшением ее потенциального барьера) число двойных, тройных и т. д. частиц в равновесной системе возрастает. Если коагуляция вызвана взаимодействием между частицами через прослойки среды, то энергия притяжения незначительна, и минимум энергии состемы характеризуется малым отрицательным значением. Поэтому небольшие изменения в системе (колебания pH, ко1щентрацпи электролита), вызывающие увеличение силы отталкивания частиц (уменьшение силы нх притяжения), приводят к пептизации системы иод действием броуновского движения. К системам, способным к подобным превращениям, относится большинство лиозолей (гидрозолей), стабилизированных различными способами, в том числе с помощью электролитов, ПАВ и ВМС. В этом отношении интересны гидрозоли оксида кремния, которые [c.287]

    Достаточно удовлетворительной теории для объяснения неньютоновского течения пока еще не существует. Большинство теорий предлагает объяснения, основанные на реакции флокуляция — дефлоку-ляция, которая регулирует рост агрегатов при низких скоростях сдвига. На эту реакцию влияют как броуновское движение, так и сдвиг, причем значение первого фактора уменьшается, когда возрастает размер частиц и увеличивается скорость сдвига. [c.226]

    Наиболее существенным фактором, влияющим на состояние нефти как дисперсной системы, является температура. Любое образование новой твердой макрофазы в виде отложений на поверхности возможно лишь после возникновения в объеме нефти диспергированной твердой микрофазы /4, 30/. Поэтому при температурах, выше температуры насыщения нефти парафинами, заметных отложений на поверхности оборудования не наблюдается. Опасность образования отложений возникает лишь ниже температуры насыщения, когда образуется твердая микрофаза и нефть превращается в свободнодисперсную систему, в которой дисперсные частицы не связаны друг с другом и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. При дальнейшем снижении температуры, после достижения характерного для каждой нефти ее критического значения, благодаря повышению концентрации дисперсной фазы нефть превращается в связнодисперсную систему - гель, в которой дисперсные частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил и образуют своеобразные пространственные сетки, формируя структурные каркасы и превращая нефть в структурированную жидкость. В гелеобразном состоянии дисперсные частицы практически теряют возможность свободно перемещаться внутри системы. Температура гелеобразова-ния является весьма важной технической характеристикой дисперсной системы как минимальная температура, при которой в отсутствии механического воздействия система способна находиться в подвижном состоянии. [c.46]

    Броуновское движение макрочастицы также хаотичное, описание этого движения статистично, направление движения при столкновениях вероятностное [2]. При движении броуновской частицы от наблюдателя к наблюдателю исключается возможность экспериментального определения точной траектории его движения, длины пути между двумя столкновениями, одновременного определения значения координат и импульса движущейся броуновской частицы в любой последовательный момент времени. Зависимость величины квадрата сдвига броуновской частицы от размеров частиц и вязкости среды [3] полностью исключает возможность описания движения броуновской частицы как материальной точки. Броуновское движение - тепловое движение, совершается путем передачи электромагнитных волн. При взаимном столкновении броуновских частиц происходит изменение направ-легшя движения этих частиц. При встрече силовых линий электромагнитного поля протона с электрон-позитроиными парами, экранирующими электрон и протон на расстояниях комптоновской [c.9]

    Положения молекулярно-кинетической теории применимы к системам, включающим частицы с размерами, достаточно малыми для возможности их участия в тепловом броуновском движении. Установлено, что размеры таких частиц имеют значения от 1 мкм и менее, то есть характерны для коллоидных и некоторых микрогетероген-ных систем. Число частиц, содержащихся в единице объема коллоидной системы, должно быть достаточным для возможности применения законов статистики. [c.18]

    Увеличение концентрации частиц ДФ до некоторого критического значения С > С 1ф приводит к образованию дисперсных структур. Величина Скр определяется дисперсностью частиц ДФ, природой, условиями и особенностями взаимодействия фаз. При прочих равных условиях величина С1ф соответствует таким К, когда между частицами ДФ возникают силы сцепления, способные противостоять броуновскому движению и внещним энергетическим воздействиям. Для возникновения достаточно прочных контактов частицы должны быть сближены на расстояния эффективного действия сил ММВ, соответствующих конкретному типу контактов. Таким образом, переход от СДС к структурированным обязательно сопровождается потерей агрегативной устойчивости системы.  [c.101]

    Прочность коагуляционных контактов определяется ван-дер-ваальсовыми молекулярными силами сцепления через тончайшие прослойки дисперсионной среды, фиксированная толщина которых соответствует минимальному значению поверхностной энергии Гиббса [185]. Поэтому коагуляционные структуры отличаются сравнительно слабыми контактами между частицами (в среднем 10-">Н на контакт) и тиксотропной обратимостью вследствие наличия частиц, способных совершать броуновское движение. Истинная прочность контакта зависит от условий его образования, природы компонентов системы и расстояния между взаимодействующими частицами [185]. Сила сцепления в контактах должна быть достаточ- [c.102]

    Тпксотропия — явление довольно распространенное. Оно наблюдается в золях V2O5, WO3, РегОз, в различных суспензиях бентонита, в растворах вируса табачной мозаики, миозина. Причем тиксот-ропныегели легче всего образуются у золей, обладающих асимметричным строением частиц (например, палочкообразной формы). Тиксотропные структуры возникают лишь при определенных концентрациях коллоидных частиц и электролитов. Для обратимого (тиксотропного) застудневания требуется определенное значение дзета-потенциала, лежащее выше критического. В этом случае заряд коллоидных частиц хотя и понижен, но не в такой степени, что- бы начался процесс коагуляции. В этих условиях уже становятся заметными силы взаимодействия между отдельными частицами дис- персной фазы, они образуют своеобразную сетку, каркас. При сильном встряхивании связь между частицами дисперсной фазы нарушается — тиксотропный гель переходит в золь. В состоянии покоя связи в результате соударения частиц при броуновском движении восстанавливаются, золь вновь переходит в тиксотропный гель и т. д. [c.379]

    Если высоту параллелепипеда обозначить через к, а через I сторону квадрата, являющегося обычно основанием параллелепипеда, то объем, в котором производят подсчет чдстиц, будет равен V = кР. Так как коллоидные частицы обычно находятся в оживленном броуновском движении и число их в выделенном объеме все время изменяется, приходится брать среднее значение из множества подсчетов, проведенных через определенные промежутки времени. Объем, в котором подсчитывают число частиц, и численная концентрация не должны быть слишком большими для того чтобы наблюдатель мог сразу определить число находящихсг в объеме частиц. [c.46]

    Причина диффузии в истинных растворах, как выше указано, заключается в тепловом движении молекул. Аналогично в коллоидных системах причиной диффузии дисперсной фазы является броуновское движение частиц. Если существует связь между броуновским движением и диффузией, то должна существовать связь между средним квадратичным значением проекции смещения частицы А и коэффициентом диффузии D.  [c.63]

Смотреть страницы где упоминается термин Значение броуновского движения: [c.56]    [c.319]    [c.133]    [c.188]    [c.377]    [c.176]    [c.95]    [c.17]    [c.103]    [c.50]    [c.35]    [c.392]    [c.54]    [c.90]    [c.207]   
Смотреть главы в:

Физико-химия коллоидов -> Значение броуновского движения



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Броуновское движение



© 2025 chem21.info Реклама на сайте