Физика-химиялық механиканың анықтамасын, зерттеу нысандарын талқылаңыз.

Коллоидық химия пәнін зерттейтін 2 нысан бар: гетерогенді және дисперсті.

Гетерогендік жүйеде фазааралық бөлу беті бар. Ол – фазааралық бөлу бетінде компенсацияланбаған күш өрісінің болу шарты болып саналады. Бұл күш өрісі фазааралық керілу шамасымен сипатталады.

Коллоидық химия фазааралық бөлу беттеріндегі жүретін процестерді зерттейді.

Дисперстік (ұсақтық) – дененің кеңістіктегі (үш бағыттағы) өлшемімен анықталады. Зат әр түрлі пішінде болуы мүмкін.

Дисперстілік – бөлшектенудің өлшемі. Ол дене өлшеміне кері шама:

D=1/a

Мұн: а-м, нм 1-бөлшектің өлшемі.

Бөлшек тің ұсақтығын оның меншікті бетінің ауданы арқылы да сипаттауға болады:

=S/V

Меншікті бетінің өлшем бірлігі 1/м.

Ал қабырғасының ұзындығы а-ға тең куб пішінді бөлшектің меншікті бетінің ауданы мына теңдеумен анықталады:

= 6D

Егер меншікті бет ауданын дененің бірлік массасына шағып есептесек:: =6D/

Мұн: – бөлшек тығыздығы, кг/

Сонда, бет өлшемі /кг болады.

 

 

36.Құрылымтүзілу ұғымына анықтама беріңіз. Құрылымданған жүйелерге мысалдар келтіріңіз.

Физика-химиялық механика – дисперсті жүйелер мен дисперсті материалдардың механикалық (реологиялық) қасиеттерін және қатты, сұйық дененің диспергіленуіне, деформациялануына және бұзылуына ортаның әсерін зерттейтін коллоидтық химия ғылымының күрделі саласы.Мақсаты - құрылымданған дисперстік жүйелердің механикалық қасиеттерінің өзгеруін физика-химиялық теориялар көмегімен қарастыру.

Негізін қалаушысы орыс ғалымы П.А.Ребиндер, 1930-40 жж

Құрылымтүзілу дегеніміз – кеңістікте дисперстік жүйелердің бір-бірімен байланысып кеңістікте құрылымға ие болуы;

мысалға мармелад, холодец, қамыр, тіс пастасы, пласилин, сағыз, керамикалық масса, кондитерлік массалар, нан, сары май, безе, торт кремдері, бетондар, пенобетондар, ұнтақтардың пресстелуі нәтижесінде пайда болған материалдар және т.б.

Құрылымтүзілу екі жолмен түзілуі мүмкін:

1. Дисперстік ортасы сұйық, дисперсті фазасы қатты фаза (сұйықтықты қатты затпен қосқанда байланысқан жүйелерде және лиофилді жүйелерде п.б.);

2. Дисперстік ортасы газ, дисперсті ортасы қатты фаза (ұнтақтарды пресстеуде п.б.);

 

Реологиялық қасиеттердің дисперсті жүйелердің құрылымына тәуелділігін зерттеу арқылы құрылым түзу процестерінің заңдылықтарын анықтап, әртүрлі композициялық материалдарды өндіру сияқты маңызды технологиялық мәселелерді шешуге болады.

 

37. Гук, Ньютон және Кулон денелерін сипаттаңыз. Олардың математикалық заңдылықтары мен сызбанұсқаларын келтіріңіз.

 

Идеал серпімді Гук денесі қарапайым серіппемен (пружина) сипатталады

Деформация шамасы Гук заңымен анықталады:

мұнда Р - қалыпты (созылу) кернеу,

γ – салыстырмалы созылу деформациясы,

Е – серпімділік модулі.

Юнг модулі Е осы теңдеудің пропорционалдық коффициенті болып табылады және материал қаттылығын сипаттайды.

Идеал серпімді денеге деформациялардың толық қайтымдылығы тән, яғни жүктемені алып тастағанда дененің пішіні лезде орнына келеді.

 

1 сурет. Идеал серпімді Гук денесінің үлгісі мен осы үлгі деформациясының күш кернеуіне тәуелділігі.

Юнг модулі Р= f (γ) қисығының көлбеуінің тангенс бұрышы α мәніне тең.

 

 

Идеал тұтқырлы Ньютон денесі идеал тұтқырлы сұйықтықпен толтырылған ішінде поршені бар цилиндрден тұрады (2,а сурет). Деформация жылдамдығы, яғни цилиндрдің қозғалу жылдамдығы бұл үлгіде Ньютон заңымен сипатталады:

мұнда Р – жанама күш кернеуі,

- деформация жылдамдығы,

η – тұтқырлық коэффициенті (тұтқырлық),

t – деформация уақыты.

 

Мұнда dγ/dτ осі жағындағы көлбеудің тангенс бұрышы η -қа тең, ал Р осі жағындағы тангенс бұрышының шамасы аққыштыққа 1/h тең. Ньютондық сұйықтықтардың тұтқырлығы жүктеменің шамасына тәуелсіз.

 

Идеал пластикалық Сен-Венан-Кулон денесі бетте сырғитын қатты денеден тұрады.

 

Бұл дененің бет бойынша қозғалысы «құрғақ үйкеліс» заңына сәйкес және белгілі бір шекті кернеу Р_т мәніне (аққыштық шегіне) тең. Идеал пластикалық дененің құрылымы деформация кезінде бұзылады да, оның кернеуге қарсы әсері толық жойылады. Сонымен пластикалық дененің деформациялық сипаты келесі шартпен орындалады.