Кооперативные явления

Общие положения такого подхода в принципе не противоречат известным принципам (см. главу 1) о возникновении ячеек самоорганизации в нелинейных неравновесных мембранных системах, поскольку возникающая в матрице неоднородная структура явно удалена от состояния равновесия, если иметь в виду характерные времена релаксации для структурных элементов полимерной матрицы. В известном смысле процессы переноса в таких системах приближаются к кооперативным явлениям, осложненными химическим взаимодействием проникающего вещества с другими компонентами в мембране. Следует заметить, что данные [18], послужившие основой такого рода обобщений, нуждаются в тщательной экспериментальной проверке. [c.104]

На основании представлений о мерцающих кластерах развивается доменная модель воды. Домены мерцают в жидкости как единое целое с частотой 10 с , имеют большие электрические моменты, направленные параллельно или антипараллельно друг другу. При замерзании домен воды содержит до 40 молекул. В системах жидкость — поверхность твердого тела (адсорбированные слои воды, пересыщенные слои раствора, мембранные процессы) существенную роль играют кооперативные явления, в которых большое число связанных молекул воды реагирует на внешние воздействия. [c.87]

Нужно ВЫЯСНИТЬ, на самом лн деле уравненпе Ван-дер-Ваальса является истинным уравнением состояния (каким бы оно нн было). Это можно сделать, определив, похожи ли предсказанные изотермы на экспериментальные, приведенные на рис. 1.5. Некоторые кривые, построенные на основе этого уравнения, даны на рнс. 1,6, и, за исключением частных отклонений (которые исчезают при высоких температурах), они действительно напоминают экспериментальные изотермы. Отклонения, очевидно, лишены физического смысла — они отвечают ситуации, когда при увеличении давления увеличивается объем,— поэтому мы н. игнорируем и заменяем эту часть кривой горизонтальной линией. (Причина, по которой теория неприменима в этой области, состоит в том, что теория взаимодействия дпу.х тел НС может быть распространена на кооперативные явления.) [c.50]

Экспериментальные результаты можно объяснить на основе модели, разработанной в 1925 г. Изингом для явлений ферромагнетизма. Он предположил, что магнитные спины локализованы в узлах правильной решетки и способны только к двум ориентациям в противоположных направлениях что параллельные спины взаимно притягиваются, а антипараллельные спины отталкиваются, но эти взаимодействия проявляются только между ближайшими соседями. Таким образом, кооперативные явления ферромагнетизма обусловлены образованием цепочек из взаимодействующих ближайших соседей. В случае вещества, находящегося в критическом состоянии, роль спинов, ориентированных в противоположных направлениях, играют молекулы и дырки , т. е. незанятые места. [c.92]

Исходя из этого, синергетический эффект в смеси полимеров одинаковой полярности может быть связан с изменением знака их зарядов. Подобный механизм подтверждается независимыми исследованиями композиций полиакрилат-ных полимеров, где образование индуцированных катионных групп вследствие протонизации в водной фазе и других кооперативных явлений приводило к уси- [c.19]

Образование полимерной структуры в жидкостях возможно также на основе кооперативных явлений, например кооперативного характера водородных связей. Такие явления играют определенную роль в формировании вязких свойств фосфорной кислоты и связок на ее основе. [c.13]

Нерегулярная плотная упаковка должна иметь больший объем, чем регулярная. На всем интервале существования жидкости (по температуре и давлению), по Берналу, должно осуществляться описанное выше геометрическое расположение соседей. При определенной температуре происходит кооперативное явление переход жидкость — пар (газ) без скачкообразного изменения объема. [c.337]

Следует соблюдать большую осторожность при интерпретации таких фотографий. Как уже указывалось в разделе III, А, 2, образование изображения адсорбированного ато.ма представляет кооперативное явление, в котором сушественную роль играет локальное окружение. Так, на рис. 59 размер атомов вблизи азота, указанного стрелкой, по-видимому, уменьшился. Действительно, в некоторых условиях соседние атомы, вероятно, исчезают. Это хорошо видно из рис. 65. После адсорбции атомы решетки вблизи адсорбированного атома удаляются из ионного изображения. Однако, как только выступы исчезают, эти атомы вновь появляются совершенно четко. Такие изменения ионного изображения не отражают действительных изменений структуры поверхности, а, скорее, указывают на уменьшение количества гелия за счет быстрой ионизации на выступах, которые отбрасывают тень на ближайшее окружение. [c.248]

Образование водородных связей в жидкости является кооперативным явлением. Короткоживущие (10 - [c.188]

В противоположность диамагнетизму и парамагнетизму как ферромагнетизм, так и антиферромагнетизм являются кооперативными явлениями, для которых характерно существование областей самопроизвольной намагниченности, называемых доменами. Прн температурах, лежащих значительно ниже точки Кюри, следовало бы ожидать, что в ферромагнитном веществе все магнитные моменты образца должны быть ориентированы параллельно. [c.195]

Книга представляет интерес для физиков, в частности кристаллографов, и химиков, изучающих кооперативные явления и фазовые переходы в твердых телах и жидкостях. Она будет полезна специалистам — разработчикам приборов на основе жидких кристаллов. Ее можно также использовать в вузах как пособие для подготовки специалистов соответствующего профиля. [c.4]

Изменение свободной энергии порядка 500 тл на связь, конечно, отображает сложное кооперативное явление, в котором участвует вся спираль. Изменение свободной энергии определяется относительными величинами энергий различных водородных связей, разностью энтропий жесткой и гибкой полипептидной цепи и уменьшением энтропии молекул воды, присоединяющихся к СО- или МН-группам. Ряд теоретических и экспериментальных методов подхода к этой проблеме указывает, что для всех (кроме очень коротких) полипептидных цепей составляет примерно нескольких сотен калорий на мономерное звено и не зависит от полной длины цепи. [c.580]

Посмотрим теперь, в чем же физический смысл кооперативности явления. Очевидно, в том, что освобождение одного звена требует затраты энергии д, но не дает еще выигрыша энтропии 31- Одно звено с разорванными водородными связями еще несвободно настолько, чтобы оно могло вращаться в пространстве. Необходимо, по крайней мере, освобождение двух соседних звеньев (или трех, что в принципе не изменяет ход рассуждений), чтобы реализовать дополнительные вращательные степени свободы. В этом и заключается кооперативность явления. [c.77]

Процесс превращения газа в жидкость (или обратный процесс испарения жидкости)—кооперативное явление, целиком определяемое взаимодействием молекул, согласованностью в их поведении, вызванной силами межмолекулярного взаимодействия. [c.192]

Системы, в которых потенциальная энергия взаимодействия молекул зависит от общего объема системы, было предложено называть кооперативными . Из сказанного выше очевидно, что ячеечная модель сильно сжатого газа делает газ в этом смысле кооперативной системой. В дальнейшем мы увидим, что конденсация является непосредственным следствием той же модели, и поэтому конденсацию называют кооперативным явлением. [c.560]

Описанная модель была предложена впервые Изингом для описания системы положительно и отрицательно ориентированных спинов в ферромагнетике и антиферромагнетике, и поэтому данную модель называют моделью Изинга. Можно сказать, что теория кооперативных явлений представляет статистическую теорию модели Изинга. [c.377]

Описанная модель является по существу моделью твердого раствора и совпадает с моделью, которая была использована в гл. ХП при рассмотрении кооперативных явлений. Поэтому и выводы теории строго регулярных растворов в большей степени относятся к твердым растворам, чем к жидким. Однако теория содержит идеи, оказавшиеся полезными также в применении к жидким растворам и получившие развитие в более поздних работах по жидким растворам (в частности, имеется в виду квазихимическое приближение, которое будет рассмат- [c.440]

В кристалле АВ (например, в кристалле Na l) возможны дефекты следующих типов вакансии двоякого рода, на местах а или (1) меж-доузельные атомы двух видов А и В (2) неправильные атомы двух видов (3). Неправильные атомы не встречаются в значительной степени в солях, однако в металлических сплавах такого рода нарушения правильной структуры играют важную роль. Возможны состояния полной неупорядоченности сплава, когда различие между а- и -узлами исчезает. Подобные явления в сплавах рассматриваются уже не теорией дефектов, а так называемой теорией кооперативных явлений (см, [c.333]

Явления, связанные с процессами упорядочения и разупорядоче-ния в кристаллических системах, получили общее название кооперативных явлений. В самом названии подчеркивается, что это явление присуще лишь совокупности частиц. Кооперативные явления (образование сверхструктуры в сплавах, расслаивание, ферромагнетизм и т. д.). обусловлены тем, что имеется различие в энергиях взаимодействия пар ближайших соседей разного типа. Теория кооперативных явлений есть статистическое рассмотрение простой модели, основанной на следующих допущениях [c.341]

Описанная модель является, по существу, моделью твердого раствора и совпадает с моделью, которая была использована в гл. XII при рассмотрении кооперативных явлений. Поэтому и выводы теории строго регулярных растворов в большей степени относятся к твердым растворам, чем к жидким. Однако теория содержит идеи, оказавшиеся полезными также в применении к жидким растворам и получившие развитне в более поздних работах для этих систем (в частности, имеется в виду квазихнмическое приближение, которое будет рассматриваться далее). Поэтому ознакомление с теорией строго регулярных растворов — необходимый шаг при изучении решеточных теорий как жидких, так и твердых растворов. [c.415]

Кооперативные явления. Кооперативные процессы заключаются в таком взаимодействии нескольких возбужденных ионов, при котором энергия, запасенная ими, в едином акте передается одному иону, переводя его в возбужденное Состояние. Подобный механизм был предложен Овсянкиным и Феофило-вым [ 96]. Конверсию инфракрасного излучения в видимое свечение в системах, содержащих дца сорта ионов (УЬ + в паре с Ег +, Но + и Тт +), они объяснили на I основе механизма кооперативной сенсибилизации люминесценции, схема [c.98]

Изучение бинарных систем, образующих твердые растворы, часто мотивируется желанием проникнуть в природу и механизм фазовых изменений, происходящих в одном или в обоих компонентах. В некоторых случаях значительная информация может быть получена при разбавлении решетки соединения, имеющего фазовый переход в твердом состоянии, молекулами или ионами другого рода и изучении его влияния на температуру, природу, количественную характеристику перехода и на термодинамические свойства. Если, например, молекулы одного из компонентов являются гло-бульными, то разбавители (такие, как сконденсированные инертные газы) могут приводить к более однородному потенциальному полю и меньшему торможению вращения глобульных молекул. Более того, если в чистом веществе происходят какие-то кооперативные явления с участием соседних молекул, то в твердом растворе они могут быть усилены, так как энергия [c.118]

Как полагал Френкель, при температурах выше 0° К, аналогично тому как ступени становятся шероховатыми из-за образования изломов, поверхность также становится шероховатой из-за самопроизвольного образования ступеней за счет теплового движения. Это заключение было видоизменено Бартоном и Кабрерой [13], которые показали, что проблема структуры поверхностей сложнее, чем проблема структуры ступеней, так как она включает кооперативные явления, статистическая механика которых аналогична таковой двумерного ферромагнетика. Они определили шероховатость поверхности г как величину, равную и — Ыо)/ о> где о — поверхностная потенциальная энергия на одну молекулу гладкой грани при температуре 0° К, ы — поверхностная потенциальная энергия реальной поверхности. Для рассматриваемой грани (001) величина г равна среднему числу связей, разорванных параллельно поверхности, приходящемуся на одну молекулу. Используя результаты Онзагера [51], можно построить график (рис. 9) зависимости шероховатости от = ехр (—щ 2кТ), где ф1 — энергия взаимодействия между первыми ближайшими соседями. [c.372]

Температуры вращательных переходов в пластических кристаллах лучше всего определяются в ходе измерений теплоемкости. Кривые охлаждения не очень подходят для изучения переходов второго и высших порядков. На рис, 5 показаны теплоемкости метана в области перехода [12]. Резкий подъем кривой теплоемкости начинается около 18,5° К и заканчивается при 20,4° К- По возросшей теплоемкости непосредственно выше этой температуры можно судить, что переход еще продолжается. Качественно эту кривую можно объяснить следующим образом. При 18,4° К молекулы в кристалле начинают вращаться (или начинается их либрация). Вращение любой молекулы облегчает вращение соседних, так что поглощаемая на градус дополнительная теплота приводит молекулы в движение, которое быстро нарастает до тех пор, пока при 20,4° К все молекулы не начнут более или менее свободно вращаться. Таким образом, вращательный переход должен рассматриваться как кооперативное явление. Такой тип перехода обычно наблюдается в случае тетраэдрических молекул, приблизительно сферических по форме. На рис. 6 показана зависимость теплоемкости от температуры для тетраметилметан а (или 2,2-диметилпропана, или неопентана) [3. Очевидно, что лямбда-точка находится в этом случае около 140° К- Резкий подъем кривой теплоемкости нельзя при этом спутать с подъёмом перед точкой плавления, который вызван загрязнениями. Существует общее правило, что если молекула имеет форму сплюснутого сфероида или грушевидную форму, то вращательный переход относится к переходам первого порядка. На рис. 7 показана кривая теплоемкости циклопентана [9]. Очевидны два перехода первого порядка при 122 и 138° К- Точка плавления лежит где-то выше 179,7° К- В табл. 6 приведены данные относительно вращательных переходов ряда типичных пластических кристаллов. В колонках 7 и 8 указаны температуры нижнего и верхнего переходов рассматриваемых соединений. Сразу вслед за температурой перехода приводится теплота перехода, а рядом буквами в скобках отмечены переходы (Р — первого порядка и 5 — второго порядка). Только один перфторэтан, молекула которого не обладает сферической формой, имеет переход второго порядка соединения, молекулы которых имеют грушевидную форму или форму сплюснутого сфероида, характеризуются переходами первого порядка. В последней колонке таблицы приведены значения энтропии плавления. Для соединений с переходами второго порядка энтропии плавления лежат между 2 и 4 кал-град -моль . С другой стороны, у большинства соединений с переходами первого порядка энтропии плавления равны примерно одной энтропийной единице. Когда молекула имеет почти сферическую форму, она может вращаться в кристалле без того, чтобы этому способствовало движение ее центра тяжести. Поэтому вращательная составляющая энтропии пластического кристалла такая же или почти такая же, как у жидкости, и энтропия плавления близка к коммунальной энтропии Я. Но для того чтобы могли вращаться молекулы, имеющие форму сплюснутого сфероида или грушевидную форму, необходимо поступательное движение центра тяжести молекул, отвечающее перемещению в ближайшие пустоты. Поэтому требуется более высокая степень кооперации, что приводит к переходу первого порядка. Необходимое для перехода движение центров тяжести молекул вызывает некоторого рода беспорядок, который приводит к увеличению коммунальной энтропии по сравнению с энтропией перехода первого порядка. Коммунальная энтропия частично имеется у пластического кристалла до точки плавления. Поэтому энтропия плавления меньше/ . [c.491]

Рассмотрим ячейку нашей метастабильной системы, в объеме которой содеря-гится п -f 1 атомов кристаллизуемого вещества. Символом Ео обозначим состояние этой ячейки, когда в ней содержится п -Ь 1 неассоциированных атомов, символом El — состояние ячейки, когда в ней образуется один кластер из двух атомов, — один кластер из трех атомов. Наконец, iE n i — критический зародыш, Еп —устойчивый зародыш. Вероятностью образования в нашей элементарной ячейке одновременно двух и более кластеров, содержащих менее тг/2 ато MOB, мы пренебрегаем так же, как возможностью кооперативных процессов типа слияния нескольких зародышей и распада их на части. Это считается слабым местом схемы последовательных, одиночных переходов (схема случайных блужданий), однако учет кооперативных явлений в теории нуклеации не разработан [22]. В принципе влияние кооперативных процессов можно проанализировать, используя схемы более общих ветвящихся марковских процессов 1145], но это значительно затрудняет сложный математический анализ процесса. С дру- [c.30]

Известен физико-химический метод водоизоляции, основанный на способности системы соль алюминия — карбамид — вода генерировать неорганический гель и СО2. В методе реализЪван известный в аналитической химии принцип возникающих реагентов (гомогенного осаждения). В этом случае в пласт закачивается гомогенный водный раствор, содержащий гелеобразующую систему. При температуре выше 70 °С в нем происходдг гидролиз карбамида. При этом образующиеся продукты гидролиза вызывают сдвиг протолитического равновесия ионов алюминия, в результате через определенное время при pH = 3,8 —4,2 по механизму кооперативного явления происходит образование геля гидроксида алюминия во всем объеме раствора, приводящее к снижению проницаемости водоносного пласта. [c.532]

Рис. VII 1.4. Неискаженная структура цепи СиАгХг (а) и две ее искаженные конфигурации (б и в), соответствующие двум эквивалентным минимумам адиабатического потенциала на каждом центре (псевдоэффекту Яна —Теллера) и кооперативным явлениям в цепи.

Можно отвветить, что резко возросший в последние годы интерес к ыоделЕ. Изинга обусловлен в первую очередь надеждой построить на ее базе никроскопическую теорию фазовых переходов в кооперативных явлениях полагают, что в области фазового перехода [c.20]

С каждым годом открываются и пристально исследуются самые разнообразные проявления кооперативных явлений в активированных системах. Эти явления имеют важное значение и для физики кристаллических ОКГ. Напрпмер, простейшие кооперативные процессы — миграция в смешанных миогоцентровых средах и передача энергии возбуждения в сенсибилизированных кристаллах — позволили значительно повысить эффективность ОКГ. Некоторые кооперативные явления открывают пути создания лазеров с новыми принципами возбуждения. О них в этом разделе коротко и будет идти речь. [c.47]

Для выяснения природы кооперативных явлений ферромагнетизма и антиферромагнетизма современная теория использует некоторые специальные модели, допускающие последовательное статистическое рассмотрение. Особенно важное значение здесь имеет модель Изинга [-в], основанная на рассмотрении взаимодействия электронных спинов в кристаллической решетке. Теория ферромагнетизма, исходящая из модели Изинга, была развита Онзагером [ ]. Обзор теории ферромагнетизма, основанной на этих работах, дан в статьях Ньюэлла и Монтролла [2 ] и Ю. Б. Румера [ ]. [c.401]

Существующие математические трудности не позволили пока что провести последовательный анализ модели Изинга в трехмерном случае. Такой анализ осуществлен только для упрощонной, так называемой сфо-ричоской модели кооперативных явлений [31]. [c.406]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология