уравнение эйнштейна и его физический смысл?

Процесс диффузии является необратимым, он протекает до полного выравнивания концентрации, так как хаотическое распределение частиц отвечает максимальной энтропии системы. Возвращение системы в первоначальное состояние возможно только в результате внешних воздействий. Приведите примеры таких воздействий!

Обратим ли процесс диффузии?

Диффузией называется самопроизвольный процесс выравнивания концентрации молекул, ионов или коллоидных частиц под влиянием их теплового движения. Процесс диффузии идет самопроизвольно, поскольку он сопровождается увеличением энтропии системы. Напомним, что равномерное распределение вещества в системе отвечает ее наиболее вероятному состоянию.

Какое определение можно дать процессу диффузии?

В коллоидной химии теория броуновского движения оказалась фактически первой количественной теорией.

Статистическая теория, приводящая к этому уравнению, имеет многочисленные и неоспоримые подтверждения. Результаты, полученные для частиц различной природы и размеров, показали близкое соответствие измеренных и вычисленных величин , явились блестящим доказательством реальности существования молекул и подтвердили статистический характер второго закона термодинамики. (Какие известные ученые и для чего использовали это уравнение в своих исследованиях?)

Где D коэффициент диффузии, τ время диффузии.

Для количественной характеристики броуновского движения используется средний сдвиг , который связан с коэффициентом диффузии уравнением Эйнштейна-Смолуховского:

Что является количественной характеристикой броуновского движения?

Броуновское движение совершенно хаотично, т. е. в нем наблюдается полная равноправность всех направлений.

Имеет ли броуновское движение направленность?

В общих чертах явление броуновского движения можно представить следующим образом. Если частица мала, то число одновременно получаемых ею ударов со стороны молекул среды не слишком велико и возникает вероятность неравномерного распределения импульсов, получаемых частицей с разных сторон. Это обусловлено как разным количеством ударов, так и различной энергией молекул среды, сталкивающихся с частицей. В результате взвешенные в жидкости частицы приобретают поступательное, вращательное и колебательное движение.

Объяснение этого явления долгое время связывали с внешними причинами нарушением механического равновесия, температурных условий и т. д. Гуи и Экснер предположили, что оно является следствием теплового движения молекул дисперсионной среды. (Кстати, а почему молекулы находятся в постоянном движении?) Эта точка зрения была теоретически подтверждена Эйнштейном и Смолуховским, а затем доказана экспериментально Перреном, Сведбергом и другими исследователями.

Броуновское движение открыл в 1827 г английский ботаник Роберт Броун, рассматривая под микроскопом водную суспензию цветочной пыльцы. Некоторые исследователи объясняли обнаруженное явление жизнедеятельностью пыльцы, однако позднее оказалось, что броуновское движение свойственно всем суспензиям, в том числе и суспензиям неорганических веществ.

Кем было открыто броуновское движение?

Броуновское движение это непрерывное беспорядочное движение частиц микроскопических и коллоидных размеров, не затухающие во времени. Это движение тем интенсивнее, чем выше температура и чем меньше масса частицы и вязкость дисперсионной среды.

Ученые доказали, что коллоидные системы обладают молекулярно-кинетическими свойствами, к которым относятся диффузия, броуновское движение и осмос.

Итак, мы рассмотрели методы получения и очистки коллоидных систем. Далее, для того, чтобы более четко представлять процессы, которые лежат в основе, например, вышеописанных мембранных процессов диализа и ультрафильтрации, целесообразно рассмотреть молекулярно-кинетические свойства растворов, которые обусловлены хаотическим тепловым движением молекул и атомов. Законы этого самопроизвольного движения изучает молекулярно-кинетическая теория. Некоторые свойства растворов обусловлены этим движением, т. е. определяются не составом, а числом кинетических единиц молекул в единице объема или массы. К ним относятся свойства, которые называются коллигативными: диффузия, осмотическое давление, различия в давлении пара и температур замерзания и кипения в случае чистого растворителя и раствора. Естественно возникает вопрос, обладают ли этими свойствами коллоидные частицы, занимающие промежуточное положение между неподвижными макроскопическими телами и вечно движущимися молекулами?

«Такие свойства истинных растворов, как диффузия, осмотическое давление, изменение давления пара и температур замерзания и кипения обусловлены самопроизвольным движением молекул. Обладают ли этими свойствами коллоидные частицы, занимающие промежуточное положение между практически неподвижными крупными телами и вечно движущимися молекулами?»

ЛЕКЦИЯ 5 | Химия и Химики | БГУ ХИМФАК