Понятие о броуновском движении

На направление движения частиц, наряду с молекулярно-тепловым движением, оказывает влияние и диффузионный фактор. В этой связи понятие скорости броуновского движения имеет скрытый физический смысл, то есть не может быть определено достоверно путем прямых измерений. Таким образом, возможно определение лишь среднего смещения частицы во времени, связанного с коэффициентом диффузии. Такая зависимость была теоретически найдена Эйнштейном и заключалась в пропорциональности квадрата среднего смещения частицы за некоторый промежуток времени коэффициенту диффузии. [c.21]

С учетом вышеизложенных представлений возможно более четко охарактеризовать, как уже указывалось, широко распространенное понятие при описании нефтяных дисперсных систем — сложную структурную единицу. По определению автора, сложная структурная единица — термодинамически устойчивое образование в нефтяной дисперсной системе, не возникающее и не исчезающее спонтанным образом, вследствие флуктуаций, связанных с тепловым, броуновским движением. Согласно общепринятым представлениям, сложная структурная единица включает ядро и сольватную оболочку. Упорядоченность организации молекулярных фрагментов падает по мере удаления от центра ядра. [c.49]

Данте определения следующим понятиям золь, эмульсия, гель, аэрозоль, броуновское движение, эффект Тиндаля, седиментация, коагуляция, синерезис, желатинирование, коллоидная устойчивость, коллоидная защита, коллоидная частица, аномальная вязкость, тиксотропия. [c.304]

Исследование броуновского движения и диффузии в коллоидных системах не только дало многое для понимания природы дисперсных систем и установления общности молекулярно-кинетических свойств этих систем и систем молекулярной дисперсности, но и явилось доказательством правильности молекулярно-кинетиче-ской теории в целом. Теория броуновского движения, созданная Эйнштейном и Смолуховским, подтвердила реальное существование молекул как раз в то время, когда по этому вопросу развернулась ожесточенная дискуссия, поднятая Вильгельмом Оствальдом и другими представителями энергетической школы, советовавшими избегать пользоваться понятиями атома и молекулы, поскольку, по их мнению, за этими слонами не кроется объективная реальность. [c.65]

Однако, как следует из теории коагуляции Н. А. Фукса, приложимой к частицам, силы взаимодействия между которыми изменяются с расстоянием по любому закону, параметру е надо придать другой смысл, так как понятие эффективности сближения по Смолуховскому неприменимо к процессу сближения частиц, совершающих броуновское движение. [c.266]

В теорию броуновского движения вместо средней квадратичной скорости для газовых молекул было введено понятие средний сдвиг (смещение) А с, представляющий собой проекцию расстояния между двумя положениями частиц А и В за время I двух последовательных наблюдений (см. рис. ПО). Хаотическое движение частицы охватывает определенный объем пространства, увеличивающийся во времени. В горизонтальной плоскости он соответствует возрастающей площади, пропорциональной квадрату среднего сдвига AJt . Как показал А Эйнштейн, среднее значение квадрата смещения частицы AJ , вычисленное из большого числа измерений смещения Ах за промежутки времени I, можно найти из уравнения [c.302]

Дайте определения следующих понятий золь, гель, мономолекулярный слой, лиофильность, лиофобность, броуновское движение, эффект Тиндаля, коагуляция. [c.503]

Причина расщепления может быть понята из примитивной модели коллоидных сфер, погруженных в бесструктурную жидкую среду с меняющейся вязкостью. Чем выше вязкость, тем большую энергию надо затратить, чтобы включить броуновское движение этих сфер. Естественно, это движение будет описываться формулой (УП1. 7) с заведомо постоянным предэкспонентом Ва- Но энергии активации Ua будут разными для ср д с разной вязкостью tii. Поэтому на графике типа [c.183]

Стремясь упорядочить классификацию веществ, Роберт Бойль около 1660 г. выдвинул идею о том, что изначальной субстанцией , составляющей основу любого соединения, являются элементы. А. Лавуазье провел четкое различие между понятиями простого вещества и химического соединения, а Дж. Дальтон в 1808 г. сформулировал атомистическую теорию, опирающуюся на прочную экспериментальную основу, и дал точное истолкование корпускулярных свойств веществ. Впоследствии, исходя из молекулярной теории, А. Авогадро уточнил и детализировал общие представления о мельчайших частицах вещества, наконец, благодаря наблюдениям за броуновским движением и другими явлениями был подведен незыблемый фундамент под корпускулярную природу вещества. [c.26]

Броуновское движение эллипсоидальной частицы или частицы произвольной формы носит случайный характер. Соответственно случайной является ориентация частицы. Поэтому для такого движения вводятся понятия средних коэффициентов сопротивления, трения и подвижности [c.161]

При обсуждении проблемы устойчивости дисперсных систем необходимо учитывать, что само понятие устойчивость не имеет четко определенного смысла. Различают несколько видов устойчивости. Систему принято считать кинетически устойчивой, если статистическое равновесие между действием сил тяготения и броуновского движения таково, что частицы остаются распределенными в объеме раствора [20]. [c.6]

Как известно, коллоидные растворы отличаются от суспензий и других грубо дисперсных взвесей тем, что броуновское движ( ние обеспечивает их неограниченную кинетическую устойчивость. Коагуляция и коагуляционное структурообразование золей может реализоваться только при том условии, что агрегативная устойчивость [1, 2] снижена настолько, что соударение частиц приводит к необратимому их слипанию. При этом энергия контактной связи не имеет существенного значения, важно лишь, чтобы она превысила кТ, в противном случае тепловое движение будет разрушать связь Переход энергии связи частиц через значение порядка кТ должен отражаться на свойствах всех дисперсных систем, но в гелях, концентрированных эмульсиях, пастах и осадках броуновское движение подавлено или полностью отсутствует и контактное взаимодействие регулируется прежде всего стерическими факторами, контактным напряжением и продолжительностью контакта. Понятие об агрегативной устойчивости таких систем становится неопределенным. [c.140]

Наблюдаемое в ультрамикроскопе диффузионное перемещение частиц за некоторое время представляет собой упрощенную картину, так как всего истинного пути частиц нельзя видеть. Вследствие этого и понятие о скорости броуновского движения не имеет физического смысла. Можно говорить [c.25]

По нашему мнению, продолжительность жизни молекулы воды в гидратационном слое по порядку величины составляет 10 с, т. е. примерно в 100 раз больше, чем время, требуемое для молекулы воды, чтобы разорвать и снова образовать несколько водородных связей, которые ограничивают ее движение в чистом растворителе. Тем не менее это время достаточно мало, чтобы его можно было рассматривать как характеристическое время для движения молекул жидкости. Разъяснение данной точки зрения и другие аспекты динамики взаимодействий вода — белок и белок — вода — белок в растворах белков и являются предметом настоящей статьи. Ниже представлены данные и выводы, следующие из результатов использования очень эффективного экспериментального метода, который, не будучи уже новым, применяется только в нашей и еще очень немногих лабораториях. Авторы измерили зависимость скорости магнитной спин-решеточной релаксации ядер растворителя (воды) в растворах белка от величины магнитного поля. Этому методу дали сокращенное название ЯМР-д (дисперсия ядерной магнитной релаксации). Опыты по ЯМР-д показали, что на быстрое вращательное броуновское движение молекул растворителя (воды) накладывается в результате функционирования механизма взаимодействия (еще не вполне понятого) очень небольшая по величине компонента, которая имитирует намного более медленное вращательное движение молекул белка [6, 7]. Кроме того, в экспериментах по ЯМР-д измеряются усредненные свойства всех молекул растворителя, так что время жизни молекул воды в гидратационном слое выступает в качестве естественного параметра во многих моделях, которые объясняют эти данные. Можно добавить, что данные по ЯМР-д прямо указывают на довольно быстрое ориентационное броуновское движение. Поэтому появляется возможность изучения микроскопической вязкости растворителя вблизи белковой молекулы в широком диапазоне значений pH, в присутствии различных буферов и т. д., что не всегда удается сделать с помощью других методов. [c.162]

IX. БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ . Понятие о броуновском движении [c.87]

В вопросах о факторах устойчивости дисперсных систем долгое время существовал ряд противоречий. Так, повышение температуры и связанное с ним усиление броуновского движения дисперсных частиц, казалось бы, должно всегда вести к увеличению устойчивости системы однако в золях, суспензиях и эмульсиях указанные факторы ведут, наоборот, к понижению устойчивости. Эти противоречия были полностью устранены Н. П. Песко- вьш, когда он предложил различать два понятия устойчивости— понятие кинетической и понятие агрегативной устойчивости. [c.128]

Н. П. Песков (1922) ввел в науку о коллоидных системах понятия кинетической и агрегативной устойчивости. Кинетическая устойчивость — это устойчивость дисперсных систем по отношению к действию силы тяжести. Этот вид устойчивости объясняется наличием броуновского движения, благодаря чему диспергированные частицы способны противостоять действию сил тяжести или центробежных сил, вызывающих выделение мицелл из золя. [c.337]

В литературе, посвященной сольватации [10], имеется много противоречий и неопределенности. Введением понятия о числе первичной сольватации мы обязаны Бокрису [7]. Согласно его определению, число сольватации — это число молекул растворителя, столь сильно связанных с растворенным ионом, что эти молекулы теряют степень свободы своего перемещения и начинают двигаться в процессе броуновского движения совместно с растворенным ионом. Если же принимать во внимание электростатическое взаимодействие между сольвати-рованным ионом и молекулами окружающего растворителя, то речь уже идет о вторичной сольватации иона. [c.28]

Вопрос. Какой смысл вкладывается в понятие помехоустойчивость Что это — возможное нарушение структуры на основе Броуновского движения [c.174]

Главным экспериментальным основанием для введения понятия о флюктуациях послужили исследования броуновского движения и наблюдения над рассеянием света. [c.137]

Н. П. Пескову принадлежит заслуга уточнения ряда основных представлений современной коллоидной химии. Им введено понятие о кинетической (седиментационной) устойчивости как о величине, обратной скорости седиментации, а также понятие об агрегативной устойчивости по отношению к коагуляции или коалесценции, связанной с изменением химических и адсорбционных условий на поверхности частиц (возникновение сольватной оболочки и двойного электрического слоя) [35]. Повышение дисперсности, а следовательно, интенсивности броуновского движения и диффузии приводит к полной кинетической устойчивости — к седиментационному равновесию, но может понижать агрегатную устойчивость вследствие повышения интенсивности и частоты соударений частиц. В дальнейшем представления А. В. Думанского и Н. П. Пескова об устойчивости коллоидных растворов были развиты голландской школой Г. Кройта. [c.246]

Н. П. Песков (1920) ввел понятие о двух видах устойчивости дисперсных систем седиментационной (кинетической) и агрегативной. Седиментационная устойчивость позволяет системе сохранять равномерное распределение частиц в объеме, т. е. противостоять действию силы тяжести и процессам оседания или всплывания частиц. Основными условиями этой устойчивости являются высокая дисперсность и участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении. Агрегативная устойчивость дисперсных систем — это способность противост()ять агрегации частиц. В этом отношении дисперсные системы делят на два класса 1) термодинамически устойчивые, или лиофильные, коллоиды, которые самопроизвольно диспергируются и существуют без дополнительной стабилизации (мицеллярные растворы ПАВ, растворы ВМВ и т. п.). При образовании этих систем свободная энергия Гиббса системы уменьшается (Лй<0) 2) термодинамически неустойчивые, или лиофобные, системы (золи, суспензии, эмульсии). Для них А6 > 0. [c.424]

Второе начало термодинамики, выраженное в понятиях вероятностей, не исключает, например, процессы перехода теплоты от холодного тела к горячему, по расчет вероятностей показывает, что протекание такого макроскопического процесса столь маловероятно, что практически он неосуществим. Возможны самопроизвольные процессы, сопровождающиеся уменьшением энтропии. Например, для малых объемов газа с содержанием в них небольшого числа молекул наблюдается нарушение равномерного распределения плотности. Другим примером возникновения в системе процессов, протекающих с нарушением второго начала термодинамики, можно назвать броуновское движение. В микрообъемах коллоидных растворов могут наблюдаться изменение числа частиц во времени, связанные с неравномерностью молекулярного давления на коллоидную частицу. Однако в макрообъемах эти нарушения утрачивают значение. [c.87]

Рассматриваемый современной коллоидной химией диапазон дисперсностей очень широк. С одной стороны, это высокодисперсные системы с раз.мером частиц примерно от нескольких десятков ангстрем до долей микрона (т. е. вне разрешающей способности обычных оптических микроскопов) — в традиционном понимании коллоидно-дисперсные системы, для которых характерно активное участие частиц в броуновском движении, с вытекающими отсюда молекулярно-кинетическими явлениями (диффузия, осмос). Удельная межфазная повер5сность для таких систем может составлять десятки и сотни квадратных метров на один грамм дисперсной фазы. С другой стороны, это системы с частицами от микрона и крупнее, т. е. с удельной поверхностью 51-- м /г, которые можно условно назвать грубодисперсными, объединяя под этим понятием также очень широкий спектр, например от тонких порошков до щебня. [c.5]

Понятие М. бьию введено в химии в 1860. Прямое экспе-рнм. доказательство сущесгвования М. было получено в 1906 Ж. Перреном при н.зучении броуновского движения. [c.346]

Физический смысл константы состоит в учете неравновесных условий явления диффузии. Он позволяет осуществить переход от величины, определяемой в равновесных условиях, к коэффициенту диффузии J7 , характеризующему типично неравновесный процесс. В соответствии о этим понятно и значение = I, данное Эйнштейном и Сыо-луховским для броуновского движения, которое представляет собой типично равновесный микропроцесс. Это особенно важно, так как понятие температуры в молекулярно-кинетической теории и термодинамике определено только для равновесных (голономных) систем. Поэтому "... для системы, близкой к равновесию, температура может применяться только как приближенное понятие. Для системы в состоянии, сильно отличном от равновесного, понятие температуры вообще теряет смысл."[12]. [c.56]

Таким образом, наблюдаемое в микроскоп смещение частицы х (рис. 161) за определенный промежуток времени является лишь статическим результатом множества смещений частицы по разным направлениям в пространстве (в их проекции в поле зрения мик зоскЬпа). Действительный путь частицы при броуновском движении (как и при молекулярном движении) проследить в ультрамикроскоп невозможно частица за одну секунду успевает претерпеть десятки и сотни миллионов ударов молекул растворителя и столько же раз ничтожно изменить свое направление, а человеческий глаз способен улавливать не более 10 движений в секунду и притом лишь в крупном масштабе. Это заставило в теорию броуновского движения вместо средней квадратичной скорости для газовых молекул ввести несколько иное понятие — среднее квадратичное смещение, или средний сдвиг Дл , как проекцию расстояния между двумя положениями частицы Л и В за время I двух смежных наблюдений (рис. 161). Зависимость среднего смещения частицы Дд за время t от коэффициента диффузии О выражена Эйнштейном в виде уравнения [c.384]

Н. П. Песков предложил различать два понятия устойчивости кинетическую и агрегативную устойчивость. Кинетическая устойчивость характеризуется способностью дисперсных частиц удерживаться во взвешенном состоянии, не седиментируясь. Она больше в системах с высокой степенью дисперсности и соответственно большей энергией броуновского движения частиц например, газы и истинные растворы обладают очень большой кинетической устойчивостью, поскольку молекулы или ионы имеют малую склонность к агрегации. Наоборот, золи являются системами относительно неустойчивыми. Агрегативная устойчивость характеризуется способностью частиц дисперсной фазы оказать сопротивление их слипанию и тем удерживать определенную степень дисперсности в целом. [c.330]

Боркис ввел понятие о первичной и вторичной сольватации. Первичная сольватация приводит к образованию сольватной сферы, включающей молекулы растворителя, находящиеся в непосредственном контакте с ионом. Молекулы первичной сольватной сферы лишены поступательных степеней свободы и совершают лишь броуновское движение вместе с ионом как единое целое. В результате вторичной сольватации образуется вторичная сольватная сфера. Она включает молекулы растворителя, не принимающие участия в первичной сольватации, т. е. не вступающие в непосредственный контакт с ионом. Однако электростатическое взаимодействие молекул растворителя, входящих во вторичную сольватную сферу, достаточно сильное. Благодаря ему молекулы вторичной сольватной сферы довольно сильно отличаются от молекул растворителя, не участвующих в процессах сольватации. [c.135]

Эмульсиями называют такие системы, в которых и дисперсная фаза и дисперсионная среда находятся в жидком состоянии. Для моющего и очищающего действия важны только эмульсии масла в воде , в которых гидрофобная часть диспергирована вводное среде в виде капель диаметром 5 х. Эмульгирование, за исключением самопроизвольно образующихся эмульсий, требует механического воздействия для раздробления фаз. Характерно низкое поверхностное натяжение на границе раздела двух жидких фаз, которое достигается действием поверхностно-активных веществ. Величины поверхностного натяжения часто составляют какую-то часть от 1 дин1см. Например, Робинсон нашел, что в присутствии 0,01 н. раствора цетилсульфата при 60° поверхностное натяжение системы ланолин—вода снижается на 0,07 дин/см. Понятие самопроизвольное эмульгирование означает, что достаточно броуновского движения, чтобы преодолеть исчезающе малые межфазовые поверхностные натяжения и образовать стабильную эмульсию мельчайших частиц. Этот механизм не исклю- [c.47]

Понятие регулярные растворы было введено Гильдебрандом в 1929 г. Оно обозначает раствор, в котором значения парциальной молярной энтропии равны ее значениям для идеальных растворов. Из этого определения следует, что любое отклонение от поведения идеального раствора в регулярном растворе полностью обусловлено теплотой смешения. Однако очевидно, что любая разность сил между одинаковыми и неодинаковыми молекулами в растворе (как, например, та, за счет которой процесс смешения сопровождается выделением или поглощением тепла) должна также привести к отклонению от случайного распределения взаимодействующих молекул, т. е. к более низким значениям А8м1 чем значения, предсказываемые для идеальных растворов. Поэтому понятие регулярный раствор — обоснованное приближение лишь постольку, поскольку силы ориентации недостаточны для того, чтобы воспрепятствовать дезориентации системы вследствие броуновского движения почти сразу же после того, как будет прекращено действие сил ориентации. На практике это условие во многих случаях соблюдается [c.44]

Возрождение интереса к подобным объектам и осознание их важной роли в приложениях обязано серии работ, и в особенности примечательной монографии-эссе Б. Мандельброта [164]. Мандельброт ввел термин фракталь и общее понятие фракталей. Он показал, что вопреки ожиданиям это понятие, охватившее многие известные частные примеры, оказалось плодотворным в таких разнообразных и важных приложениях, как физика полимеров и геоморфология, теория броуновского движения, теория турбулентности и астрофизика, а также многих других. Именно фрактали, как оказалось, представляют собой адекватный образ многих интересных природных объектов. В монографии [164] изложены также с единой точки зрения относящиеся к этим вопросам предшествующие работы других авторов. [c.140]