Cтраница 4
Распределение по высоте броуновских частиц было использовано Перреном 1) для определения постоянной Авогадро. Напомним, что броуновскими частицами называются взвешенные в жидкости очень мелкие твердые частицы, совершающие беспорядочное ( ( броуновское) движение. Это движение указывает на то, что достаточно малые частицы вовлекаются молекулами жидкости в тепловое движение. Участвуя в тепловом движении, броуновские частицы ведут себя подобно гигантским молекулам, и на них распространяются закономерности молекулярно-кинетической теории, в частности закон распределения Больцмана. [46]
Немети и Ширагой [7] было проведено теоретическое рассмотрение процесса образования айсбергов на основе статистической термодинамики. Внутри самого айсберга молекулы воды, образующие по четыре водородные связи с соседними молекулами, могут иметь в качестве соседа молекулу растворенного вещества. В результате координационное число возрастает от 4 до 5 и, следовательно, энергия молекул воды с четырьмя связями становится ниже, чем в случае основного состояния, соответствующего чистой воде. Постоянные, индуцированные или мгновенные дипольные взаимодействия приводят к образованию связей между растворенной молекулой и водой. В случае свободных молекул воды эти связи носят иной характер в том смысле, что координационное число у свободных молекул больше, чем у молекул, образующих четыре водородные связи, ориентированные определенным образом. Молекулы растворенного вещества могут оказаться в окрестности свободной молекулы воды только в случае замещения другой молекулы воды, находившейся яа этом месте. Поскольку вандерваальсовы диполь-дипольные взаимодействия между молекулами воды гораздо сильнее, чем между молекулами воды и молекулами растворенного вещества, то при появлении в окрестности свободной молекулы воды молекулы растворенного вещества возрастает энергия свободной молекулы. В результате всех этих эффектов энергия молекул воды в первой координационной сфере уменьшается под действием неполярного растворенного вещества. Таким образом, согласно закону распределения Больцмана, растворенное вещество увеличивает число молекул, связанных в льдоподобные кластеры. [47]