Поверхностные явления молекул воды

Автор: admin · Дата: 4 сентября 2014 · Прокомментировать

Поверхностные явления молекул воды

Хорошо известно, что две отлично «пригнанные» друг к другу сухие поверхности металла или стекла довольно прочно слипаются и оторвать одну от другой можно лишь с приложением значительных усилий. Так, например, если сильно прижать плоскости двух свинцовых цилиндров, то они прочно «прилипнут» друг к другу, как бы свариваясь между собой. Разъединить такие цилиндры удается лишь с большим трудом, причем нередко разрыв происходит по свежему месту. Многим также хорошо известны свойства отлично отполированных поверхностей, так называемых мерительных плиток, или калибров, которые при сложении слипаются настолько прочно, что разделить их бывает весьма трудно.

Часто приходится наблюдать, как на конце ложки или стеклянной палочки, вынутой из той или иной жидкости, остается висящая капля этой жидкости (воды, масла и т. д.). Однако, разъединив две поверхности стекла или металла, удалив с ложки каплю воды или масла, мы устанавливаем, что эти предметы и вещества остаются неизменными. Следовательно, химической связи между ними не было. Чем же объяснить сцепление между собой однородных и различных тел? Какие силы и свойства вещества вызывают это явление?

Оказывается, что такого рода сцепление твердых или разных жидких веществ носит характер слипания только их поверхностей. Взаимное глубокое внутреннее проникновение между ними отсутствует и потому такая связь относится к так называемым поверхностным явлениям. Сцепление между поверхностями происходит вследствие межмолекулярного притяжения, которое особенно ярко выявляется у молекул, находящихся на поверхности тел.

Грязевые частицы удерживаются на теле или ткани также главным образом взаимным притяжением пограничных молекул.

Природа сил межмолекулярного притяжения станет понятной при рассмотрении явления поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение.

Картина межмолекулярного взаимодействия нагляднее всего демонстрируется в явлении поверхностного натяжения и его следствиях. Для облегчения понхтмания сущности этого явления начнем с упрощенного изображения межмолекулярных сил, действующих в жидкости.

Возьмем сосуд с жидкостью, например с водой. Проследим за действием межмолекулярных сил двух молекул жидкости: М1 — внутри жидкости и М2— на поверхности жидкости. Построим вокруг этих молекул сферические поверхности, с радиусами, равными расстоянию, на котором действуют молекулярные силы. Это расстояние чрезвычайно мало. Оно не превышает размера одной-двух молекул (2—5°А), так как сила взаимодействия спадает очень резко с увеличением расстояния между молекулами. При этом с молекулами Мх и М2 взаимодействуют только молекулы, оказавшиеся внутри этих сфер. Молекула Мг равномерно притягивается всеми окружающими ее молекулами, находящимися от нее на равных расстояниях. Так, молекула А притягивает молекулу М1 с такой же силой, как и молекула Ах. То же самое происходит со всякой другой парой молекул (Б и Б1}. Их воздействия на Мх взаимно уравновешиваются и потому равнодействующая всех молекулярных сил, приложенных к ней, равна нулю. Для перемещения этой молекулы внутри жидкости не требуется затрачивать никакой работы. Другое положение создается у молекулы М2. Она неравномерно притягивается со всех сторон, так как притяжение газовой среды, плотность которой, а следовательно, и число молекул в единице объема, ничтожно мала по сравнению с жидкостью.

Поэтому силы молекулярного притяжения поверхностных молекул (М2), направленные в воздух, фактически остаются неиспользованными.

Они-то и являются одной из причин сцепления поверхностей тесно соприкасающихся тел. Взаимное молекулярное притяжение проявляется не только у однородных, но и у разнородных веществ, независимо от того, в твердом, жидком или газообразном состоянии они находятся. Разница заключается только в величине этих сил, которая зависит от химического строения молекул и от расстояния между ними. Величина этих сил колеблется от ничтожной до значительной. Так, например, сила сцепления молекул воды в каплях значительно больше, чем у углеводородных жидкостей — парафинов. Силы молекулярного притяжения определяют механические свойства тел и прежде всего прочность твердых материалов.

Схема

Взаимодействие молекулы с другими молекулами, находящимися в сфере ее молекулярного притяжения.

Силы молекулярного сцепления проявляются лишь при очень плотном соприкосновении поверхностей тел. Расстояние между ними должно быть, как это мы уже заметили, чрезвычайно малым, не превышающим нескольких ангстрем. С увеличением этого расстояния силы межмолекулярного сцепления резко уменьшаются. Этим, например, объясняется ничтожно малая величина сцепления между молекулами воды в водяном паре по сравнению с жидкой водой, ибо плотность водяного пара в тысячу раз меньше плотности воды и, следовательно, среднее расстояние между молекулами водяного пара во много раз больше расстояния между молекулами жидкой воды.

Сегодня организовать собственное производство гораздо проще чем когда либо. Имея финансирование, можно открыть собственный завод. Но для старта нужно обращаться в серьезные компании, такие например, которые занимаются изготовлением технологических трубопроводов и производством фурнитуры для них. Далее нужно предоставить полный план изделий для производственных процессов. И уже на основе чертежей изготовители на станках изготовят необходимые трубы для предприятия.

Рубрика: Технологии ·  

загрузка...


Оставить комментарий или два