Навколишній світ та дисперсні системи

Старайтесь, по возможности, лазить по различным типам рельефа в разных скальных районах. Многие скалолазы срываются, лишь потому, что они лазают по однотипным трассам в одном районе и не приспособлены к другим типам рельефа, что требует большого опыта и разносторонней техники.
Экспериментируйте со своими тренировками и найдите то, что лучше всего вам подходит. И самое главное, сохраняйте позитивную позицию в независимости от факторов, влияющих на вас. Любая негативная энергия будет тянуть вас вниз!
Сфокусируйтесь на своей задаче и "идите" к поставленной цели, не обращая внимания на то, что другие смеются или говорят по этому поводу - отвлекаясь на это, вы тем самым держите себя на месте.

Матеріали для підготовки студентів з дисципліни «Фізико-хімічна механіка дорожньо-будівельних матералів

І ЧАСТИНА

ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ

РОЗДІЛ 1

ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ

Навколишній світ та дисперсні системи

Гетерогенність

Дисперсні системи. Класифікація дисперсних систем з позиції фізико-хімічної механіки композиційних матеріалів

Особливості властивостей колоїдних систем

Навколишній світ та дисперсні системи

Навколишній світ існує багато в чому завдяки існуванню тіл, що створені сполученням, злипанням, зростанням найтонших часток (їх коагуляції) або, навпаки, здатності цих часток знаходитись у завислому стані у певному середовищі: рідині, газі, твердому тілі. Що є спільного між кометою, хмарою, туманом, ґрунтом, порошковою металургією, аспірином, керамікою, цементним бетоном, асфальтовим бетоном, гумою, пластмасою, кремами, хлібом, цеглою тощо?

Спільним є те, що усі ці тіла, матеріали та предмети, які є частиною навколишнього світу, являють собою дисперсні системи.

Дисперсними називають системи, що складаються з багатьох дрібних часток, розташованих у рідкому, твердому або газовому середовищі.

Дисперсний – означає «подрібнений, розсіяний». У статистиці дисперсія означає ступінь розсіювання результатів або даних. Найбільш важливими ознаками розглядувальних систем є: висока дисперсність та гетерогенність (тобто неоднорідність складу). За розмірами частки, що утворюють матеріальний світ, відрізняються у багато мільйонів разів. Елементарні частинки, атоми, молекули – це галузь фізики та хімії. Більш крупні частки виявляють власну специфіку поведінки. Закони їх взаємодії – це галузь досліджень спеціальних наук – фізико-хімічної механіки дисперсних систем та колоїдної хімії. Сама назва цих наук пов'язана з поняттям
дрібних часток, які утворюють клей (колоїд – colla, грец.). Цю назву запровадив англійський хімік Томас Грем у першій половині ХІХ століття
під час дослідження властивостей розчинів речовин, які виявляють
нетипові для справжніх (молекулярних) розчинів властивості: випадання осаду при додаванні до розчину невеликих кількостей солей, відсутність
температурних ефектів при розчиненні, розсіювання світла або опалесценція та ін.

Усі ці та інші особливості зв’язані з високим ступенем дисперсності
часток, зі специфічними особливостями їх поверхні (висока вільна енергія), з наявністю у системі поверхні розподілу фаз.

Фаза – це частина дисперсної гетерогенної системи, яка відокремлена поверхнями розподілу фаз і яка характеризується однаковими фізичними властивостями в усіх точках.

Речовина, в якій розподіляються тонкі частки, називається дисперсійним середовищем (ДС), а речовина, що розподілена в об’ємі середовища, називається дисперсною фазою (ДФ).

Гетерогенність - це неоднорідність походження та властивостей компонентів, що входять до складу дисперсних систем. Незважаючи на достатньо малі розміри дисперсних колоїдних часток, для них характерна агрегативна нестійкість.

Нестійкість дисперсних систем пов'язана з їх великою вільною поверхневою енергією, зосередженою на границі розподілу фаз. Ця енергія накопичується у процесі подрібнення, і молекули, що розташовані на поверхні, знаходячись в особливому неврівноваженому стані, сприяють злипанню часток (коагуляції). При цьому нібито зникає міжфазна границя і вільна енергія системи зменшується. Вона набуває стану рівноваги (можна згадати краплі масла у воді, коли вони об'єднуються з малих у великі, нафтові плівки при аваріях танкерів та ін.).

В основі існування дисперсних систем і, отже, будівельних матеріалів є баланс сил притягання-відштовхування. Сили зчеплення звичайно мають міжмолекулярну природу (Ван-дер-Ваальсові сили: орієнтаційні, індукційні, дисперсійні). Ці сили дуже швидко зростають у міру зближення. Силами відштовхування є електричні сили. Вони виникають на поверхні часток, завдяки використанню різних добавок електролітів, поверхнево-активних речовин або механоактивації. У цих умовах частки фази набувають однойменного заряду і відштовхуються одна від одної. Причиною забезпечення стійкості часток у середовищі може бути створення на поверхні часток фази спеціальних шарів з навколишнього середовища.