Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317), страница 29
Текст из файла (страница 29)
3-0). С рост ь нц щрюши а ф к м л )л мицеллсобразсвание приводит к увеличению внзкосп! расщсра вплоть до абра!савина кристалл ювнионнык структур, щприыер,:килхих крисп!плов (см. часть П1) Та«им обраюм, о ные атакмс е тви» вЂ” это сн пг и«- а и т анс синай сз сложных систем, содержюиих в всднык растворах гидрсфсбные группы, «оитакт которых с вовой энергетическии «нс вьцтюевэ системс. Прн новышении температуры сшлуст саида гь увшшчения энергии гнлрофсбиых «заимадсйствий в результате уасличеиш полвюкностп молекул Гилрсбюбвьзе ассоциаты частнн (нанрлыер, мицеллы) упорлдсчивюст молекулы волы в ближайшем окружении. Так как моле«)юы воды связаны вы!сродными связями, 'ю это )порявоченис передается на большие расстояния.
обуслонлиааа ьнс йствие ных сил Создается йгщ ение гилрсфсбнмк ькиюьул и молекул воды, соответст«уюнаж минимальной энтропии и энерпзи «сей системы. Энерги» пшрофобных взаимодействий является эффектиагюй энергией, щк как представляет собой результат суммарного «заимолействия бслыцого числа частин Для непалярных молекул в водо оиа молит лревссхоюпь эшргию диснерснонных езвимонействий этих мслекул в ев«ууме. Оливье.
в отличие от пошнииальной энергии лисыерсионных вши. модействий нолскул в вакууме, котсрал монотонно уменылштск при увеличении расстояния между молекуламн, юеншмяюнь энгргвп шдрофоблмх юаювдюгююгй огл р ссмолк ш ест осчюжнруюигв» . »раюхер, связанный с лискретностыо струкзуры волы. На зависимости логвин««па гилр~фобиых взаимодейсшнй от расщояния имекгшя черелующнеои минимумы и максимумы с дсриолом гюрилка среднего лиаиетра молекул ещ ш Взаиыолейшние между нсполярными группамгз полимерных молекул сшзынаст релиюшее влияние на их «онформашюннпс состояние в воде, в чтспюсти бею авык молекул в сыворстш «повн. Устойчивосп, нх натиаисй (прироююй, естественной) конфигурации сбусвовлеиа опредслегпюй щ л вшельнсстью расцсложевия гидрофобных аминоюгслотных групп в ~юлипептилнмх цепочках.
Вода влияет на стабшьнасть огдсльньщ конфсриационно изменяемых участгюв и, тем самым, иа енутримолеьулярную нолвижность белка. Причем резкое увеличение активности белковых структур, наприьир, ферментов, прсисколгп в узком дивившие чисщ молекул веды, прнходлцгихся на одну мсшкулу белка (1О 20 ьюлекул ПзО). В этой области прэисходит раетормюкивание определеинь!х анутриысле«уляримх сщгквюй евобслм, необходимых для обеспечения ферментатиенсй активноспь Такам образом, благодар» гиарсфобным шаимодейстиням белжтвых молекул в ыолекул воды, система бедок-щша становится ны »ЬГО)ЕГ Рнс. 3-Ю.
Из смжнс пвопкшя свое лай зя рпгк / швджггорюрьж Ь . Ь, щ ю а с=В / /и. (3.7) 3.4.1. Г!оверкностнсс натяжение слопай копгнращвнай сеатемой. в казарок каменск»я в састояннн как растэорнт я (валы). так н белка юсщ взаимосвязанный хв!»ктср. 1'ниюфнльнссть н гндрсфсбнасть явявгагся частными сл)"гаямн (ко.
ггж средой служнт вада) вл я»ня срезы гм межмалеьулярные езанмалсбспггж. В общем сауне зта еленине носат название лнсфнльнастн н лнофабнссз н (пг греч. )уа — растворяю). Если средой явзаска масло, жпр (греч. бр໠— масло), то попользуются германы лнпафнльнссть н лнпофобвасть. ф3.4. Мсщмпленулнрныв издимадейстииж на границе фаз Фпзэ — э о аллик»на» ло хнмнчсскаму составу н термодннамнческнм свойствам часть снстсмы, отделенная ат другах частей (фаз) гюаерхгкктямн разлсль Заьовомерноагн поверкщктных явлений нзучаются а курсах малекулярноб фнзнкн, калло»дней хнмнн, бнслогнн Рассмотрны крапа основные нонаткя н »шенк» с точка »ренн» нзмененпя межмалектлярных вздкмолействнй прн прнблна'свен к ошряносгн раздела фаз. Козффнннент повсрызостпого нвтюкенн» раасн свободной энгр пгь прнхолипебс на еда»мну пкошалн понерхнссгн разлсла фаз. Наля чне свабошгол поверюкктной энсргнн связано с ненясышснностью (анескомпенснрпщнщктыоэ) связал молекул, гщходяшнхся на поверх»оста раздела фаз Вбл зн поаерхгюстн раздела фгз, на дасотаяннях порядка рюнс!юв молекул.
нрансхолнт псрехоп г т свойств, хщнктсрньш Лл» одгюй фа ш, к сволот»ам, характерным для друтод. Зтш неадноралныд по своим сволспмм мюл бьш назван Гнббсам фнзнчсскпй павсрхгюстыо разрыва. г На 'рнс 3-10 геаметрнческая псвархнссть раздела фаз авщкасть— газ пгюшалыо и нсрпенлнкулярна аск Ои а точке к = О, з физическая по верхнасгь разрыва пролета»лает собой сгюб тслшнны Ь, з Ь„. Рве»таян»в Ь, н Ь отсчмгыампгся и »ранены раздела в етщкву щзавой н жнююй фаз, саогеегщзенна. Прн» > Ь, паотнаагь свободной звери»я можно счн '.
тат Равноб сс абьемнамУ значению в гюе Го а пР» з<܄— абьемноми пмчепню плппкктн свободной знсргнн в жилкой фазе /„. Избыток сво ' бедной энерг нн физической лавер»наст» разрыел (гю сравнению с нлеалгм зеро знным сл) жем. когда плотнссгн свободной знсргнн кю!щай (жзы нп: нзмснялнсь бы вплоть ла гсомегрнчсскай гран юы разлелв) н опрелеляез(; мгэффнпяеа о паверююстного натяякшм: 11 С = С вЂ” \Ь/, ч Ь,ЫЪ = аУ (З.бу /л. НГ Немкам»м ые щокнодеасмегм юлеьул Реальное значение свсбалной энергии С !юверхнастн разрыва аммана с плопактямн саабодвай энерпгн/ н/ в облаем фнзнчесзай псвтркнаспг рад»ива -а Хаким образом, южффнпвенг пащрккктнщо жияжсння раасн нзбытку сваболнай энерпгн сметены, прнхсдящсмус» на едннноу новерхнащм Е разлша фак а =и-= — '(и»-УУ»)=~(/-/)б» )" (/-/„)3», (33) о -л„ где О„н 3» — нзбьпкн внутренней знсрпю н знтропнн в сблзств поверхности разрыва Прн у= 1 коэффнннент а раасн «лошадл ззштрнхавангюй фигуры, на рнс.
3-10. пбц Прн повынмннн темперюуры внутренняя знергня н энтрспнк фаз нз- 5»(Т) меняютш. Оливка ех избыточные значення П» к В» в сбластн фщнческой по- П веркнасщ разрыве щжкгнчсскн нс нг- т мои»ниса (рнс. 3-11) вплпть ло крнтнЧщхай »ЕМ!ЗЕРаЗУРЫ То ЧЮ Прваадвт К Рш 1 11 тс зс!»гулиа линейному «меньшенею ка ффнннемш самос мнф(мш апомркнопаверхносгного наг»жеана а (З.В).
снято н е н збьпмм Поскольку прнрашенне свобошюл энаргна »мест внд: !м.щ мз ЧАСТЫ Т»111.Н»ковке вмыеаю И й г мясшу» ]бу то коэффициент поюрхност~юпг иатяжени» о равен работе внешних сил Блы, по иэошрмическому созданию поверхжшти ршрыв» единичной плошади. Вэг термическая работа вюшник сгш по раэдешеию стслбиш жалкости евигнгчвого сече»и» ва два столбню с сбратоевнисм сразу деух поверхностей разрыва, наэыюемая работой (или мгарюый) когвзнн Ь'„. в два рвы бел ыце о: Е.
= 2о. (3.9) когеэнп (лат. сойаеаць — сваэанный, сцепленный) — сцепление ввух частей одного н пко це олнорошюго есшестю. Энергия «огеэни рвана работе по рагрыву меццо»скул»рных святей мшклу лами чнсшми: Е„ыл Ех(оць (3.10) глс ль — число молекУл, пРнходлшихсн на евиннгб плошалн Рвзцела, 7< — число соседей молекулы, саши с ь цорыми разрываю ил, и 1цц)— энсрги» спепгююя двух соседних молекул.
Униве!калькыми синани снеплвнн» «вл»ютш силы лисперснонного внн-;юр-ваальсовск па вэаимолействия. Роль дисперсноннога притяжсни» кобенно велика при вэаимолействнн конденсировеицых фаэ (с]э~мариин г«шольный момент которых в болылннстве случаев равен нулю) на большцх (по ср*виеии\о с раэисрамн молекул) расстояниях Дая орю]ш.,ааййд ювгсста, молекулы жнорых со»Вжат ~юлврные группы, наряду с дисперсионными силами слеа]ю учиты!шть водородвыс и Липольные взаимодействия. Например, ш~я волы ги долю дион»рена«нюх вэаиыодейстеий прихогшгс» гюверююспм» энергия а, = 20 ьгДжтм~, а нелнапврыюгййц = и »50ьгдж]м*. В ионныоь ковалевтных и мюаллмческих соедцнеюпк когсзия обусловлен» преимушсствснно не»цспс!кионными выслшпн»рпг тическиыи втаимодейсгви»мн и поверююстнсс натяжение доешюст больших э ичений (пор»дка Рб мДжгм и более).
Поскольку псверююсгисе натяжсггие тем выше, чем сильнее вюиыолсйствие мен д] мол»хупами, то у пюрлых тел поверхностное гюпокенис, «аь правило, больше, чкч у жндь ктей: лля льда гшн Т=-3 С и = 120 мДж]мт, ш~я Ь] при комнатной юиперагуре о = 1,9 10 мДюмя, дл» Гс — и '= б,б 10Э мДж]ыт Энерпгв, э»песенная в поверхностном слое в ай»э избыточной эгкр. г и» о, ранги работе когсэин — той рабате, «старую юше соеарщйуь про' тил сил когсэни (сцепления), чтобы вывести молекулы иэ обьема ю цв: »срхгюсгь. тсгю сродная плотношь иэбмтк* энергии п]гь (ь — толцппж ыоеерхисстисго аюя), по своему физическому смыслу, явлеется и»рой маьроскош ческого внутреннего давления.
]шржнююгюго молекулы жидкости (или твердого тюа) в обьеме. Если учесп то тажшгна поверхностного сяо Ь сравнима с раэмерсм молекул, а значения о лпват в прс- делах от единиц до тысяч мДжгм, то внутренно» давление составляег Пб' . 10и] П!м', то есть может пост« гьть многих тысяч»пнкфер. 3».2. Смвчн»ание и растекание Заьлиомернссги пом:рхиостных явлений на границе кондснсироаан- шлх фаз (те»рдея тело — жилкость, жилкость — жидмкгь) «о многом ццхшк» на»аления нв грвнипе жилкость — гаэ.
Пуцть на поверхность твердого тела нанессю «впал жнлксстн. В такой шктеме иыеютоя трн гю- верхности разведи пюрлое тею — жиююсп, твердое юлп — гвт, жид- юсть — гаэ (рис. 3-12). Люмя пересечения всех т!гш гююрхэгкйтцй рва»юга, не яма»мчав пиццей смачиванн», у шмкиую и абра»уст периыетр смачна»иия. .3-!2.«р ау а 1 г и Кр»ююй угол смечивани» 0 (упж маъп]у «аселгелыгод ь поверхности юшкости, прове.
ленной через точку пюриьссноюння трех сред л »сверг»сошью твердо.о тлела), намеренный внутри хидкссти, эависит 9( при!юды соприигсагошнхся еешешв. В уюовнях лииамичесйб( г равновесия валли на оошрююсги и рло о тела, юя хш Бффдгцюгтов вокерхноствого наг»дэни» (е равен силе, юйсшуюшей на вше»илу ллиим раэрыца ШП»рх»пгти) слраееденео уравнение Юнгэг и чпюьп сшй, (ЗАП тюшг, ию и и,— «оэффииненты поверхностншч ~шпюсння между фаааыи тшржю юло — гаэ. жидкость — тверцсе теяо н ломкость — пп соешшшаеюю. В эависимсстн от эюченин равюгвесьюго краевого ]э«а реал»чают три случая; 1) й < 90' (соя(! ВВ] —. »граничениос смвчиваиие паюрхшюти жидыкпю (а,д п„й 3) б и 90' (соаб < О) — иесмач ива ние (юнюксе смачиэаннев) поверхПошц жидкостью (о„< о ); 3) равновесный угол 0 не устава«1швашсх — полное аманн»апис (растекание), когда каша растеаццтэ»»тонкую пленку (е > о т о ].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
