Колоїдні розчини
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
инів від домішок, здатних проникати через рослинні і тваринні, штучні мембрани, називається діалізом, а прибори пристосовані для цього, одержали назву діалізаторів. Перші моделі діалізаторів представляли собою посудину, заповнену проточною водою, в якій поміщалась на глибину декількох сантиметрів внутрішня частина приладу, нагадуючи широкий зрізаний отвір, на більше вузьку частину якої натягаємо мембрану із пергаменту, коллоїда, целофану. У внутрішню частину наливається колоїдний розчин, який треба очистити. З допомогою діалізу поступово проходить видалення речовин,легко проходять черех мембрану, наприклад електролітів і других кристалоїдів. Очистка неколлоїдних розчинів таким способом протікає по мало, і тому для прискорення діаліза використовуємо електричний струм.
4 Молекулярно-кінетичні властивості колоїдних систем (броунівських рух, дифузія, осмотичний тиск)
Бро?унівський рух невпорядкований, хаотичний рух дрібних частинок речовини в розчинах. Названий на честь ботаніка Роберта Брауна, який спостерігав[1] це явище під мікроскопом у 1827 р.. Теорію броунівського руху побудував у 1905 р. Альберт Ейнштейн.Відкриття й пояснення броунівського руху мало велике значення для фізики, оскільки було свідченням теплового руху молекул. Браун 1827 року відкрив хаотичний рух спор плауна у воді.У броунівському русі вражає одна незвична для нас особливість рух частинок не припиняється за будь-яких обставин, хоча під час дослідження його причин вживалися запобіжні заходи, які виключали можливість зовнішніх впливів на броунівські частинки. Характер їх руху не змінювався. Отже, причину руху броунівських частинок слід шукати в самій рідині.
Досліди свідчать, що інтенсивність броунівського руху тим більша, чим вища температура рідини, що ще раз підтверджує безпосередній звязок броунівського руху з тепловим рухом молекул. Перша кількісна теорія броунівського руху зявилася у 1905р. Її автором був Альберт Ейнштейнн. Він записав рівняння, яке враховувало хаотичність сили, що діє на броунівську частинку, й, розвязавши його, отримав співвідношення
де (х2)- середнє значення квадрата зміщення броунівської частинки вздовж осі Х за час t, Т - абсолютна температура рідини, b - коефіцієнт пропорційності, який залежить від розмірів броунівських частинок і вязкості рідини, а NA універсальна фізична константа, число Авогадро.
5. Броунівський рух у математиці
У математиці броунівський рух розглядається як один із прикладів Вінерівських процесів. У фізиці він описується рівнянням Ланжевена
де m маса частки V її швидкість, ? коефіцієнт вязкості, а випадкова сила.У дуже вязкому середовищі інерційним членом можна знехтувати й отримати для зміщення x:
Оскільки сили, які діють на частинку випадкові, то в середньому вона перебуватиме на місці.
Середньо-квадратичне зміщення визначається формулою
Вираз , який потрібно проінтегрувати, називається кореляційною функцією. Залежність кореляційної функції від часу визначає тип випадкового процесу. Найпростішим типом випадкового процесу є Марківський процес. Із загальних міркувань зрозуміло, що кореляційна функція для випадкових процесів повинна дорівнювати нулю, якщо інтервали часу дуже сильно відрізняються, оскільки випадкові сили, які діють на частинку в далекі один від іншого моменти часу, зовсім не узгоджені між собою. Коли температури близькі, сили можуть бути узгодженими - стан рідини зберігатиметься певний час. Однак задача про броунівський рух розвязується особливо просто, якщо взяти кореляційну функцію в найпростішому вигляді
де ?(t) - дельта-функція Дірака, а ? - стала, що повинна бути визначена з фізичних міркувань. З фізичної точки зору це припущення відповідає тому, що рідина миттєво забуває про свій стан. Підставивши кореляційну функцію в такому вигляді в формулу для середнього квадратичного зміщення, можна провести інтегрування, отримавши підтвердження того, що середнє квадратичне зміщення броунівської частинки пропорційне часу.
6. Дифузія
Дифузія - одна із стадій численних технологічних процесів (адсорбції, сушки, екстрагування, брикетування зі звязуючими тощо). Дифузія відбувається в газах, рідинах і твердих тілах. Механізм дифузії в цих речовинах істотно різний. Дифузія що відбувається внаслідок теплового руху атомів, молекул, - молекулярна дифузія. Дифундувати можуть як частинки сторонніх речовин (домішок), нерівномірно розподілених у середовищі, так і частинки самої речовини середовища. У останньому випадку процес називається самодифузією. Термодифузія - це дифузія під дією градієнта температури в обємі тіла, бародифузія - під дією градієнта тиску або гравітаційного поля. Перенесення заряджених частинок під дією зовнішнього електричного поля - електродифузія. У рухомому середовищі може виникати конвекційна дифузія, при вихровому русі газу або рідини - турбулентна дифузія. Наслідком дифузії є переміщення часток із областей, де їхня концентрація висока, в області, де їхня концентрація низька, тобто вирівнювання концентрації часток у термодинамічній системі, встановлення рівноваги за складом. Дифузія дуже р?/p>