Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
16
SekcjaA–Stanymaterii
względniełatwo,ajestonabezpośredniozwiązanazkształtemcząste-
czekzapomocąprawaStokesa
f=6phr{F(a,b,c)}
przyczymroznaczaefektywnypromieńcząsteczkiireprezentujepro-
mieńkuliotakiejsamejobjętościjakobjętośćcząsteczki.F(a,b,c)jest
złożonąfunkcjąwymiarówcząsteczki,zależnąodjejkształtu.Dopaso-
wanietegowyrażeniadodanychdoświadczalnychumożliwiaokreślenie
kształtucząsteczki.WprzypadkucząsteczekkulistychF(a,b,c)=1.
Dyfuzja
Napięcie
powierzchniowe
Substancjarozpuszczonawjakimśrozpuszczalnikuwykazujedążność
dorównomiernegorozprzestrzenianiasięwcałejjegoobjętości.Cząstecz-
kitejsubstancjiwykonująseriemałychprzypadkowychprzeskoków.
Tentermiczniewzbudzanyprocesnosinazwędyfuzji.Podstawowym
prawemdyfuzjijestpierwszeprawoFicka.Szybkośćdyfuzjidnmoli
cząsteczeksubstancji,dn/dt,poprzezpłaszczyznęopowierzchniA
zależyodwspółczynnikadyfuzji,D,iujemnegogradientustężeniasub-
stancji,–dc/dt,azatem
d
d
n
t
=-
DA
d
d
c
x
Współczynnikdyfuzjikulistejcząsteczkiopromieniurjestwbardzopro-
stysposóbzwiązanyzlepkościąrozpuszczalnika
D
=B/(
kT
6ph
r
)
przyczymkBoznaczastałąBoltzmanna,aT—temperaturę.Jeżeliprzyj-
miemy,żecząsteczkiprzesuwająsięoodcinkilwczasiet,toDmożna
wyrazićzależnościąD=l2/2t.Jeślidalejprzyjmiemy,żecząsteczka
wykonujeprzypadkoweprzeskoki,tonapodstawieDmożemyobliczyć
drogęśredniąkwadratową,x2,którącząsteczkaprzebywa,dyfundując
wczasiet
x
2
=
2
Dt
Wwynikudziałaniasiłmiędzycząsteczkowychwcieczyjejentalpia
swobodnaosiągaminimumwówczas,gdymaksymalniewielecząste-
czekotoczonychjestzewszystkichstroninnymicząsteczkamicieczy.
Prościejmożnatowyrazićstwierdzeniem,żecieczdążydozmniejszenia
swejpowierzchni.Powierzchniajeststanemowiększejentalpiiswobod-
nej,Gpow,którąwprzypadkupowierzchniopoluAmożnawyrazić
zależnością
Gpow=gA
wktórejgoznaczanapięciepowierzchniowecieczy.Zmieniasięono
zwykleod47o10–2Nom–1dlartęcido1,8o10–2Nom–1dlacieczyostosun-
kowosłabychoddziaływaniachmiędzycząsteczkowych,np.pentanu.
MałezmianypolapowierzchnidApowodująwykonaniepracydG:
dG=gdA.
Wbańcegazu(objętościcałkowiciezawartejwcieczy)ciśnienie
powierzchniowepowodujezminimalizowaniepolapowierzchnicieczy,
