Броуновское движение поступательное

В соответствии с автокаталитической теорией Мюллера для поли-дисперсных систем частицы различной величины агрегируются скорее, чем частицы одинаковых размеров. Особенно это справедливо, если частицы золя по размерам отличаются в 30—40 раз и более, что отмечается в случае очистки воды сульфатом алюминия. Размер мицелл и первичных частиц золя удлиненной формы находится в пределах 0,0002—0,05 мкм [42], тогда как глинистые частицы имеют размер 0,1—0,05 мкм. Коагуляция первичных частиц удлиненной формы ускоряется, так как они подвержены одновременно поступательному и вращательному броуновскому движению, что увеличивает вероятность столкновения анизодиаметрических частиц. Изменение числа больших частиц можно определить по уравнению Смолуховского (1.29), а малых — по уравнению Мюллера [c.37]

Кроме теории поступательного броуновского движения Эйнштейн разработал теорию вращательного броуновского движения. Последнее представляет собой хаотическое вращение частиц. Если при рассмотрении поступательного броуновского движения в первую очередь оцениваются удары молекул перпендикулярно поверхности частиц, то при изучении вращательного броуновского движения большой интерес представляют касательные составляющие. Эти удары вызывают поворачивание частиц в пространстве. Повороты частиц в результате таких ударов столь же хаотичны, как и поступательные перемещения. [c.146]

Представления Смолуховского объясняют коагуляцию монодисперсных золей. Мюллер разработал подобную же теорию дла объяснения коагуляции полидисперсных систем. Он показал, чтО частицы различных размеров агрегируются всегда скорее, чем одинаковые частицы. При этом большие частицы играют роль как бы- зародышей коагуляции такую же роль могут играть и агрегаты, образующиеся в начальной стадии коагуляций приблизительно, монодисперсного золя золота, как об этом свидетельствуют наблюдения Б. В. Дерягина и Н. М. Кудрявцевой. Впрочем, положения Мюллера полностью верны лишь тогда, когда в золе имеются частицы, существенно превосходящие по размеру малые частицы. Теория Мюллера объясняет автокаталитический характер коагуляции, скорость которой может постепенно возрастать со временем. Мюллер также показал, что коагуляция ускоряется, если частицы имеют удлиненную форму, так как на поступательное броуновское-движение налагается еще вращательное движение, увеличивающее вероятность столкновения таких частиц. [c.266]

Во второй половине XIX в. тщательными исследованиями было установлено, что, какие бы меры ни принимались для соблюдения точного механического и термического равновесия, движение проявляется всегда одинаковым образом, оно безостановочно, неизменно во времени, вечно. Крупные частицы смещаются незначительно, для более мелких характерно поступательное, беспорядочное по своему направлению движение по весьма сложным траекториям (рис. III. 1). Позже было обнаружено и вращательное броуновское движение (представляющее собой вращение частиц вокруг собственной оси). Весь этот экспериментальный материал привел в 80-х гг. к заключению, что источником броуновского движения являются не внещние причины, а внутренние, присущие системе. [c.28]

Так как частицы дисперсной фазы в грубодисперсион ных системах сравнительно велики и не совершают поступательного броуновского движения (оно возможно лишь для частиц размером меньше микрона), они сравнительно быстро оседают. Чем крупнее частицы дисперсной фазы, тем быстрее они оседают. Поэтому можно произвести разделение частиц полидисперсной суспензии на фракции по размерам—фракционирование суспензии, а также провеет седиментационный анализ полидисперсной системы, т. е. установить ее фракционный состав. [c.92]

Так как частицы дисперсной фазы в грубодисперсных системах сравнительно велики и не совершают поступательного броуновского движения (оно возможно лишь для частиц размером меньше микрона), то седиментационная устойчивость грубодисперсных систем мала. Частицы дисперсной фазы сравнительно быстро оседают (или всплывают) в гравитационном поле. Диффузия, которая в коллоидных растворах удерживает частицы во взвешенном состоянии, здесь уже не способна придать системам седимента-цпонную устойчивость. Очевидно, чем крупнее частицы дисперс- [c.131]

Второй метод определения размеров частиц—по седи-ментационно-диффузионному равновесию—непригоден для грубодисперсных систем (там практически отсутствует поступательное броуновское движение). Для коллоидных систем (размеры частиц 10"- — 10 м) этот метод в гравитационном поле практически не используется, так как здесь существенно преобладает тепловое движение частиц над седиментацией. [c.91]

Следует указать, что кроме поступательного движения малые частицы вследствие ударов молекул претерпевают и вращательное броуновское движение. [c.57]

В эти формулы входят те же величины, что и в формулу Эйнштейна для поступательного броуновского движения. [c.146]

Во второй половине XIX в. тщательными исследованиями ряда ученых было установлено, что, какие бы меры не принимались для соблюдения точного механического и термического равновесия, движение проявляется всегда одинаковым образом, оно безостановочно, неизменно во времени, вечно. Крупные частицы смещаются незначительно, для более мелких характерно также и поступательное, беспорядочное по своему направлению движение по весьма сложным траекториям (рис. 2). Позже было обнаружено и вращательное броуновское движение (представляющее собой вращение вокруг собственной оси). [c.27]

Дальнейшие исследования показали, что характер броуновского движения изменяется, а интенсивность его возрастает с повышением степени дисперсности. Так, ультрамикроскопические исследования показали, что в отличие от колебательных движений более крупных (по сравнению с истинно коллоидными) частиц суспензий и эмульсий наблюдалось весьма быстрое зигзагообразное поступательное передвижение коллоидных частиц не только в плоскости поля зрения, но и в его объеме. [c.300]

Уже указывалось, что помимо поступательного движения частицы обладают также вращательным броуновским движением, которое характеризуется средним квадратом угла вращения Aa за время t. Энергия вращения частицы близка энергии поступательного движения. По Эйнштейну, [c.302]

Часто возникают трудности из-за забивания отборных трактов манометров. При стационарном течении тенденция к забиванию частицами магистралей манометра невелика. Одним из факторов, препятствующих этому процессу, является броуновское движение. Забивание манометров обычно происходит из-за пульсаций давления, которые вызывают возвратно-поступательное движение аэрозоля в линиях манометра, где частицы откладываются. Сокращение длины отборных линий манометра обычно уменьшает это явление, хотя в крайних случаях может оказаться необходимым установка преобразователей давления или же организация продувки отборный магистралей газом в то время, когда измерения не проводятся [60]. [c.137]

Кинетика расплетания двойной спирали ДНК была впервые исследована Куном (1957). Расплетание возникает после разрыва связей между цепями. Если допустить, что оно происходит в результате вращательного броуновского движения, то этот процесс потребует времени т, гораздо большего, чем наблюдаемое. Так, для ДНК с м. м. 3 10 раскручивание 450 витков спирали, что необходимо для полного разделения, требует 150 дней. Между тем т для ДНК с м. м. порядка 10 составляет около 1 мин. Кун рассмотрел разделение цепей, происходящее при сочетании вращательного теплового движения с поступательным, и получил для ДНК с м. м. 3 10 т порядка 1 мин, что также слишком много. [c.242]

Современная трактовка природы вязкости разбавленных растворов полимеров основывается на анализе их гидродинамических свойств, т. е. свойств, связанных с их движением в растворе з. Макромолекулы могут двигаться относительно молекул растворителя поступательно. Это движение может быть хаотическим (броуновское движение), направленным (диффузия) или движением в центробежном поле (седиментация). В ламинарном потоке при определенном градиенте скорости различные части макромолекулы передвигаются с различной скоростью, в зависимости от того, ра положены ли они э зоне быстрого илн в зоне сравнительно ме ленного течения. В.результате этого макромолекула подвергает воздействию пары сил, которая заставляет ее вращаться в потоп [c.412]

Поступательное и вращательное броуновское движение [c.119]

В настоящее время можно уточнить и расширить прежние условные границы области коллоидной дисперсности. Нижний предел этой области соответствует наименьшим размерам фазовых образований, т. е. 10 см, что в 3—5 раз больше линейных размеров молекул низкомолекулярных соединений и, следовательно, предполагает включение в такую фазовую частицу 30—100 молекул. Верхний предел коллоидной области — переход к низкой дисперсности определяется прекращением поступательного броуновского движения, т. е. 10 см. Как раз ниже этого предела начинает заметным образом проявляться эффект Кельвина — повышение давления насыщенного пара или растворимости с уменьшением размера частиц. [c.6]

Тепловое движение макромолекул в растворе имеет множественную природу. Во-первых, так же как у малых молекул, имеет место поступательное броуновское движение, создающее осмотическое давление. Во-вторых, происходит вращательное броуновское движение макромолекул в целом. В-третьих, существует колебание всех звеньев макромолекулы относительно друг друга. В-четвертых, внутри каждой полимерной цепи происходит внутримолекулярное броуновское движение, складывающееся из вращений всех звеньев цепи друг относительно друга. В результате таких беспорядочных вращений цепь непрерывно деформируется, образуя хаотический свернутый клубок, центр тяжести которого также перемещается. Макромолекула движется как свернутая в клубок змея, находящаяся в непрерывном и притом беспорядочном движении. Наличие в макромолекуле огромного количества внутренних степеней свободы и связанной с ними огромной внутримолекулярной энтропии является причиной многих своеобразных качественных отличий растворов полимеров от обычных растворов. [c.39]

Объектом статистической механики суспензий являются взвеси твердых частиц произвольной формы в вязкой жидкости или в жидкости с -более сложными свойствами. Предполагается, что частицы велики по сравнению с молекулярными размерами, но достаточно малы, так что принимают участие в тепловом движении, т. е. совершают броуновское движение, которое для частиц суспензии может быть поступательным и вращательным. [c.3]

Малые суспендированные частицы принимают участие в тепловом движении и совершают беспорядочное поступательное и вращательное, так называемое броуновское движение, которое происходит под действием случайных сил и случайных моментов сил, которые должны быть учтены в общем балансе сил при определении движения частиц. Поэтому описание движения не очень больших частиц является проблемой статистической теории, начало которой положено работами А. Эйнштейна и М. Смолу-ховского по теории броуновского движения (см. [19]). [c.34]

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]

К первой группе отнесем параметры, характеризующие полярность окружения радикала и способность молекул среды к образованию водородных связей. Вторая группа параметров характеризует интенсивность броуновского вращения радикала и интенсивность его поступательного броуновского движения. Третья группа состоит из параметров, которые характеризуют симметрию вращения радикала и характер его вращения. Параметры четвертой группы характеризуют распределение радикалов в системе. [c.114]

Под действием электрического поля волны молекулы в частице дисперсной фазы приобретают преимущественную ориентацию в пространстве. В то же время тепловое движение молекул дисперсионной среды стремится их разориентировать. Поступательная комтонента броуновского движения не оказывает никакого влияния на поляризационные характеристики свечения. Вращательное броуновское движение вызывает деполяризацию свечения. Молекулы в частице поглощают падающее излучение практически мгновенно, переходя в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии они находятся в течение некоторого времени, называемом средней продолжительностью жизни возбужденного состояния. Затем происходит высвечивание. Именно за период пока молекулы возбуждены происходит поворот час-Т1ЩЫ на некоторый угол. Вращательная деполяризация флуоресценции определяется параметра.ми, характеризующими саму частицу, т. е. объемом и средней длительностью возбужденного состояния и величинами, характеризующими дисперсионную среду, т. е. вязкостью и температурой. [c.97]

Если система находится в покое, то оиа, как правило, изотропна, поскольку частицы в ней расположены хаотически. Дезориентации частиц способствует броуновское движение, под действием которого частицы пе только движутся поступательно, но и непрерывно меняют направление полуосей (вращательная диффузия). Прп течении системы частица движется со скоростью движения слоя жидкостн, в котором оиа находится и, кроме того, вращается вокруг своего центра тяжести вследствие того, что оиа расположена в слоях жидкости, обладающих различными скоростями. Чем полнее гидродинамическая ориентация преодолевает влияние броуновского движения, тем более резко проявляется ориентация частиц в одном направлении и тем ближе это направление к паплавлеш1ю течения. Эти зависимости позволяют наблюдать измеиенне степени анизотропности системы и определять аннзометрию частиц. [c.267]

Броуновское движение проявляется в хаотическом и непрерывном движении частиц дисперсной фазы под действием ударов молекул растворителя (дисперсионной среды), находящихся в состоянии интенсивного молекулярно-теплового движения. В зависимости от размера частиц их движение может принимать различные формы. Частицы коллоидной дисперсности, испытывая с разных сторон многочисленные удары молекул жидкости, могут перемепхаться поступательно в самых разнообразных направлениях. Траектория движения таких частиц представляет собой ломаную линию совершенно неопределенной конфигурации (рис. 23.1). Перемещение частиц фиксируют, например, с помощью кинематографической микросъемки. [c.370]

Г. Мюллер распространил теорию на случаи коагуляции полидисперсных систем и систем с палочкообразными и пластинчатыми частицами. В соответствии с теорией Мюллера в полидисперсных системах коагуляция протекает быстрее, чем предсказывает теория Смолуховского. Отклонение форм частиц от сферической также способствует повышению скорости коагуляции, так как, кроме поступательного броуновского движения, к столкновениям приводит вращательное броуновское движение. Теоретические предположения Мюллера экспериментально подтверждаются работами Вигнера, Туорила, Маршала. [c.109]

В безынерционном приближении частицы движутся в поле сдвигового поступательного потока по прямым траекториям, если пренебречь их враше-нием. Заметим, что вращение частиц приводит к их поперечному дрейфу. При движении одной частицы в области большей скорости, а другой — в области меньшей скорости при условии, что расстояние между частицами в направлении градиента скорости не превышает а,-t-oj, частицы столкнутся. Такой вид столкновения имеет чисто геометрический характер, поскольку при этом пренебрегают броуновским движением и гидродинамическим взаимодействием частиц. [c.217]

Броуновское движение — копебателыное, вращательное или поступательное движение частиц дисперсной фазы под действием теплового движения молекул дисперсионной среды. Б. Д. зависит от конфигурации частиц дисперсной фазы и возрастает с уменьшением их размера и повышением температуры. [c.55]

Обратимся теперь к конкретной проблеме одной цепи в хорошем растворителе. Здесь следует различать два режима. Обычная ситуация соответствует 1. В этом случае клубки ведут себя как точечные рассеиватели, и в эксперименте мы наблюдаем за их броуновским движением с коэффициентом поступательной диффузии D. Известно, что в этом случае фурье-компонента убывает во времени как ехр -Dq t) в результате функции S( o) имеет форму ло-ренцевой кривой [c.198]

Рассмотрим состояние суспензоида, частички которого имеют некоторый электрический заряд и такую концентрацию нротиво-ионов в окружающей жидкости, которая препятствовала бы соприкосновению частичек. Кинетическая энергия поступательного движения не только у разных частичек, но также и для каждой данной частички меняется во времени (см. рис. 1, гл. I). Распределение энергии следует, хотя и приближенно, закону вероятности. Бывает, что две частички приближаются друг к другу со скоростями и соответствующими кинетическими энергиями, гораздо большими, чем средние значения этих величин, характерные для рассматриваемой суспензии. Хотя средняя кинетическая энергия частичек суспензоида далеко не достаточна для преодоления их взаимного отталкивания, частички с повышенной кинетической энергией (соответствующей крайней правой части, см. рис. 1, гл. I) могут преодолеть электрическое отталкивание и соприкоснуться. А в момент соприкосновения скорость сближения настолько уменьшается, что стремление оттолкнуться и отделиться становится минимальным. Действующие теперь поверхностные силы будут стремиться удержать частички, так что при отсутствии других дезагрегирующих факторов наступает коагуляция. В суспензиях, в которых отталкивание, являющееся результатом заряженности частичек, не намного превышает среднюю кинетическую энергию броуновского движения, возможность быстрых сближений велика, так как относительно большое число частичек обладает скоростями, превышающими поступательную энергию, требуемую для соединения. Соответственно, и коа1 уляция долнша быть быстрой. В других суспензиях, заряды частичек которых больше, вероятность сближения частичек с необходимым энергетическим запасом меньше и стабильность больше. Но даже и здесь возможны случайные столкновения, приводящие к соединению частичек. В таких условиях, очевидно, находится золь золота Фарадея, о котором упоминалось выше. [c.132]

Водные молекулы прочно связаны с ионами растворенного вещества и участвуют с ними как одно целое в броуновском движении. Второй вид гидратации объясняется взаимодействием ионов с молекулами воды, не входящими в ближайшее окружение. Молекулы воды испытывают лишь незначительное влияние ионных полей без потери поступательных степеней свободы. Толщина ближнего гидратного слоя имеет молекулярные размеры, а число молекул воды, удерживаемых ионами в этом слое, называется координационным числом (или лигандностью) и является важной количественной характеристикой гидратации. Лиганд-ность ионов зависит от их природы, концентрации электролита, температуры и некоторых других условий. [c.92]

За исключением небольшой, но важной для понимания модификации, результирующие изотропные формулы неизбежно имеют тот же феноменологический вид, что и для суспензий сферических частиц. Упомянутая модификация возникает потому, что винтообразные частицы, диспергированные в изотропной жидкости (беспорядочно ориентированные), образуют гемотропный ), а не изотропный континуум. В противоположность этому центрально-симметричные частицы, например сферы, образуют полностью изотропный континуум при условии, что суспензия достаточно разбавлена или поступательное броуновское движение достаточно интенсивно для предотвращения значительных корреляций между положением соседних частиц. Различие между изотропией и полуизо-тропией важно только для тех физических свойств, которые обычно задаются тензорами нечетного ранга. Для тен- [c.49]