Поведение - отдельная молекула
Cтраница 2
Первоначальное зародыше-образование происходит намного медленнее этих двух процессов, но, достигая критических размеров, отдельный первичный зародыш обычно вызывает кристаллизацию значительного объема расплава. Хотя нет доказательств, касающихся поведения отдельных молекул, считается общепринятым, что такой зародыш служит тем субстратом, на котором легко могут конденсироваться и постепенно наращиваться молекулы, приводя к росту кристалла за счет повторяющегося добавления мономолекулярных слоев на растущих гранях. Опубликованные кинетические данные согласуются с представлением о том, что эти последовательные слои инициируются двумерными поверхностными зародышами и растут до полного завершения посредством конденсации вдоль ступени роста молекул, которые упаковываются в кристаллическую решетку. [16]
Известно, что молекулы, образующие газ, находятся в хаотическом, как его называют, тепловом движении. Ввиду малости молекул и громадного их количества состояние газа характеризуется не поведением отдельных молекул или их групп, а средними величинами, измеряющими результат действия всех молекул. Такие величины называются параметрами состояния газа; из них мы сначала рассмотрим параметры - температуру, удельный объем и давление. [17]
 |
Степень организации структуры пленок на разных уровнях. [18] |
Под уровнем структурной организации пленок следует понимать молекулярный ( взаимодействие определяется индивидуальными свойствами молекул); фибриллярно-глобулярный или фазовый ( взаимодействие агрегатов молекул); микро - и макроуровень. Хотя на всех уровнях наблюдаемый морфологический эффект является следствием межмолекулярных взаимодействий, автономия поведения отдельных молекул с повышением уровня организации уменьшается и сильнее проявляется кооперативный эффект. Макроуровень ( геометрические размеры и характеристики формы пленок) практически всегда одинаков, и рассмотрение его важно лишь при формовании волокон или волокнисто-пленочных полимерных связующих ( см. гл. Разумеется, каждый последующий уровень организации структуры включает в себя предыдущие. В основу классификации уровня структурной организации положен физический метод, с помощью которого этот уровень может быть оценен. Степень организации определяется степенью упорядоченности ( кристалличность, аморфность) и степенью гетерогенности ( пористости) данного уровня структуры пленки. В табл. 1.2 приведены данные о степени организации структуры пленок на разных уровнях в зависимости от осаждающей способности ванн. [19]
Известно, что на системы, состоящие из жидкостей и взвешенных в них частиц, могут быть перенесены молекулярно кинетические представления. Взвешенная частица представляет собой агрегат молекул, но ее поведение как целого аналогично поведению отдельной молекулы. Подобные частицы могут быть названы макромолекулами. [20]
Наиболее простые физические представления о пульсационных полях созданы по аналогии с молекулярной теорией. Известно, что в газовом потоке на основное движение, послушное очертанию канала, налагается поведение отдельных молекул, находящихся в хаотическом молекулярном движении. Путь, проходимый отдельными молекулами до взаимного столкновения, называется длиной свободного пробега. По аналогии с этой картиной, Прандтль ввел понятие о возникающих и разрушающихся скоплениях, движущихся случайно и произвольно. Эти скопления называют молями, комками, глобулами. Условия их возникновения и разрушения, формы взаимодействия с основным потоком, их собственные размеры, длина пути до столкновения и разрушения ( так называемая длина смешения) во многих отношениях еще не ясны, хотя некоторые вопросы изучены довольно подробно. [21]
Наиболее простые физические представления о пульсационных полях созданы по аналогии с молекулярной теорией. Известно, что в газовом потоке на основное движение, послушное очертанию канала, налагается поведение отдельных молекул, находящихся в хаотическом молекулярном движении. Путь, проходимый отдельными молекулами до взаимного столкновения, называется длиной свободного пробега. По аналогии с этой картиной, Прандтль ввел понятие о возникающих и разрушающихся скоплениях, движущихся случайно и произвольно. Эти скопления называют молями, комками, глобулами. Условия их возникновения и разрушения, формы взаимодействия с основным потоком, их собственные размеры, длина пути до столкновения и разрушения ( так называемая длина смешения) во многих отношениях еще не ясны, хотя некоторые вопросы изучены довольно подробно. [22]
Этот закон неприменим к отдельным молекулам или к малому числу их. Нельзя сказать, что в этом случае он неверен, так как он вообще ничего не говорит по поводу поведения отдельной молекулы или малого числа их, ничего не утверждает по той причине, что к отдельной молекуле неприменимо понятие теплоты, ибо понятие это, равно как понятия температуры и энтропии, имеет смысл только по отношению к весьма большому количеству молекул. Это вытекает из феноменологического метода, который положен в основу термодинамики. Это дает возможность изучать совокупность действия молекул, проявляющуюся в том, что нами названо параметрами состояния рабочего тела. Так, совокупность импульсов всех молекул газа дает параметр давления; совокупность кинетических энергий молекул - внутреннюю энергию газа, совокупность объемов, занимаемых молекулами в их движении - удельный объем газа. Статистический метод является лишь дополнением к феноменологическому методу и дает свои поправки в тех случаях, когда возможно судить о закономерности поведения отдельных молекул. Примером таких поправок является уравнение состояния реального газа. [23]
В отличие от молекулярно-кинетического метода термодинамика изучает макроскопические свойства тел или системы тел и процессы их взаимодействия, не интересуясь поведением отдельных молекул. [24]
В отличие от этих косвенных методов ИК-спектроскопия может дать прямую информацию о природе поверхности и о формах адсорбции различных соединений. Кроме того, получаемые данные дают представление не только о взаимодействии тех или иных веществ на поверхности цеолитов, но и позволяют сделать выводы о поведении отдельных молекул или групп атомов. Если, например, любое кинетическое исследование ограничивается измерениями концентраций реагирующих веществ и продуктов, спектроскопические методы позволяют охарактеризовать природу поверхностных промежуточных продуктов, установить характер изменения их свойств в различных условиях реакции и выяснить, какие поверхностные структурные группы принимают участие во взаимодействиях. [25]
Формулу Эйнштейна ( 98) проверил Бриллуен ов лаборатории Перрена на крупных зернах гуммигута в 5200 А, причем диффузия последних шла из глицериновых эмульсий в воду. Вся совокупность работ Перрена блестяще доказала применимость к коллоидальным частицам законов кинетической теории и теории растворов Вант-Гоффа и, что особенно важно, дала первые методы непосредственного наблюдения поведения отдельных молекул и непосредственное доказательство существования последних. [26]
С помощью простейших механических понятий кинетическая теория объяснила многие тепловые свойства газов, например расширение от нагревания, упругость, теплопроводность; таким же путем была установлена связь между температурой и средней кинетической энергией молекул. Поведение отдельной молекулы газа описывается законами механики, поэтому естественно считать, что и свойства газа, как собрания множества молекул, должны следовать тем же механическим законам. Однако далее мы убедимся в том, что такой взгляд является неправильным. Механические явления, как говорят, строго симметричны по отношению к прошедшему и будущему; достаточно обратить начальные условия как данный механический процесс пойдет в обратном направлении. [27]
В основе этого подхода лежит фундаментальное положение о том, что внутренняя энергия газа сводится к кинетической энергии движения его молекул. Однако движения отдельных молекул не могут быть вычислены и, следовательно, их следует рассматривать, основываясь на изучении поведения всего коллектива частиц. Мы не можем следить за поведением отдельных молекул вследствие их большого числа, высоких скоростей движения и постоянной смены направлений движения, однако именно эти факторы позволяют применить статистические законы и получить результаты, значительно приближающиеся к реальности. Таким образом, основой применения статистических законов к изучению теплового движения, а следовательно, и природы теплоты является представление о молекулярном ( или атомном) хаосе. На основе угого представления можно полагать, что, разделив весь объем газа на большое число элементарных объемов ( которые тем не менее велики в сравнении с размерами отдельных молекул), мы придем к заключению об инвариантности числа молекул в каждом из них, поскольку число входящих в данный объем молекул практически равно числу выходящих, а распределение молекул по скоростям однородно внутри каждого элементарного объема и не меняется при переходе от одного к другому. [28]
Траектории газовых молекул, по-видимому, столь же сложны, как траектории движения броуновских частиц. Молекулы одного и того же газа одинаковы, следить за движением каждой из них невозможно. Поэтому вместо того, чтобы изучать поведение отдельной молекулы газа, рассматривают поведение всей совокупности составляющих его молекул. Такой метод изучения называется статистическим. Несмотря на то, что в любой момент времени векторы скоростей молекул могут быть весьма различны как по величине, так и по направлению, в движении всего множества молекул газа можно заметить ряд закономерностей. Например, при данной температуре всегда имеются такие значения скорости и кинетической энергии, которыми обладает большинство молекул. Эти значения скорости и кинетической энергии называются наиболее вероятными. Так, при 0 С половина всех молекул кислорода имеет скорости в пределах от 300 до 500 м / сек; наиболее вероятная скорость в этом случае равна 376 6 м / сек. [29]
Число атомов ( или молекул) в любом теле огромно. Например, в 1 м 1 газа при обычных давлениях и температурах содержится порядка 102 молекул, а в жидких и твердых телах порядка 10а8 молекул. Но, если бы такая система уравнений и была написана, о ее решении ( даже с помощью самых совершенных ЭВМ) не может быть и речи. Поэтому поведение отдельной молекулы ( или атома) тела, например ее траектория, последовательность изменений ее местоположения и скорости не могут быть изучены методами классической механики они изменяются во времени случайным образом. Kf Физические свойства макроскопических систем, состоящих из очень большого числа частиц, изучаются двумя взаимно дополняющими друг друга методами: статистическим и термодинамическим. Статистический метод основан па использовании теории вероятностей и определенных моделей строе ния изучаемых систем. [30]
Страницы: 1 2 3