Сила разуплотнения поверхностного слоя жидких, твердых и газообразных веществ (стр. 1 )

СИЛА РАЗУПЛОТНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ЖИДКИХ, ТВЕРДЫХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ

Новосибирск

2001

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 6

Глава 1. СУЩНОСТЬ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ СИЛЫ РАЗУПЛОТНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ (СРПС) ЖИДКИХ, ТВЕРДЫХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ.. 10

1.1. Определение силы.. 10

1.2. Что известно о способе формирования поверхностного слоя и как возникает СРПС веществ 10

1.3. О возможности экспериментального определения СРПС.. 19

Глава 2. СРПС ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ.. 21

2.1. Механизм возникновения СРПС в целом для газа (вместе с растворенными веществами) – температурная составляющая СРПС (Т-СРПС) 21

2.1.1. Объяснение механизма возникновения Т-СРПС на примере газа, в котором мгновенно появляется перегородка 21

2.1.2. Объяснение с использованием понятия вероятностного контура свободного пробега молекул 23

2.1.3. Объяснение на примере модели детской погремушки. 26

2.1.4. Объяснение на примере хаотического блуждания в зале людей, отталкивающихся друг от друга и от стенок 28

2.1.5. Объяснение на примере образования “выдува” в снежном сугробе у стенки во время метели 28

2.1.6. Объяснение Т-СРПС на примере игры “вкруговую” или “в обе стенки” 29

2.2. Сущность действия Т-СРПС газов. 31

2.3. Результаты действия Т-СРПС газов. 31

2.3.1. Снижение механической прочности твердых веществ при их деформациях в газовой среде 31

2.3.2. Содействие сходу снежных лавин. 32

2.3.3. Роль в сверхпроводимости электрического тока. 32

2.3.4. Роль в аэродинамике при контакте газов с крыльями самолетов 35

2.4. Механизм возникновения СРПС в отношении растворенных в газах и жидкостях веществ – осмотическая составляющая СРПС (О-СРПС) 36

2.4.1. Новое объяснение причины диффузии растворенных веществ. 36

2.4.1.1. Ошибка в классической молекулярно-кинетической теории диффузии газов и жидкостей 36

2.4.1.2. Анализ пути хаотического движения отдельной молекулы для объяснения ошибки в молекулярно-кинетической теории диффузии. 39

2.4.1.3. Важный аспект проблемы диффузии – различие в степени активности–пассивности диффундирующих молекул газа-растворителя и растворенных в нем молекул. 43

2.4.1.4. Аналогия проявления в жидких растворах важнейших особенностей диффузии, характерных для газов 46

2.4.1.5. Экспериментальное подтверждение явления диффузии как следствия соударения одноименных молекул растворенных веществ. 47

2.4.1.6. Новое правило в молекулярно-кинетической теории диффузии газов и жидкостей 49

2.4.2. Сущность осмотической составляющей СРПС газов. 52

2.4.3. Роль Т-СРПС и О-СРПС в избирательной проницае-мости газовых мембран 53

Глава 3. ТЕМПЕРАТУРНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ СРПС ЖИДКО-СТЕЙ (Т-СРПС) 56

3.1. Особенности теплового кинетического движения молекул в жидкостях 56

3.2. Температурная составляющая СРПС на границе жидкости с паром 58

3.3. Температурная составляющая СРПС в жидкости на ее границе с твердыми веществами 62

3.4. Результаты действия температурной составляющей СРПС воды.. 66

3.4.1. Приобретение поверхностным слоем воды некоторых свойств твердого тела 66

3.4.1.1. Формирование поверхностного натяжения как силы, противодействующей растяжению поверхностного слоя в продольном направлении. 66

3.4.1.2. Формирование расклинивающего давления Дерягина как силы, противодействующей разрыву поверхностного слоя при его сжатии в поперечном направлении. 69

3.4.1.3. Повышенная вязкость поверхностного слоя. 74

3.4.1.4. Создание трения в жидкости на границе с твердым веществом 75

3.4.1.5. Общие физические свойства поверхностного слоя воды.. 77

3.4.2. Создание эффекта Ребиндера. 79

3.4.3. Содействие стирке тканей с использованием моющих поверхностно-активных веществ 81

3.4.4. Создание коллоидных растворов и эмульсионно-ликвационных явлений 82

3.4.5. Возникновение кавитации. 84

3.4.6. Возникновение оползней и селей. 85

3.4.7. Содействие ферментативному и гетерогенному катализу. 85

3.4.8. Механизм возникновения конформаций органических молекул из длинных цепочек атомов 90

3.4.9. Поддержание постоянной проницаемости мембран в биологических клетках для осуществления обмена веществ 93

3.4.10. Создание силы роста корней и стволов растений. 96

3.4.11. Роль в набухании глины, семян растений, сухой древесины и т. д. 100

3.4.12. Роль в понижении температуры замерзания грунтов и их морозном пучении 102

3.4.13. Роль в защите от гибели деревьев зимой от морозов. 104

3.4.14. Роль в образовании града. 104

3.1.15. Подъем воды в деревьях вверх по стволу. 105

3.4.16. Роль в испарении жидкостей. 106

3.4.17. Роль в текучести жидкого гелия. 107

Глава 4. ОСМОТИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ СРПС ЖИДКОС-ТЕЙ (О-СРПС) 108

4.1. Поведение у стенки сосуда молекул растворенных в жидкости веществ и создание ими осмотической составляющей СРПС воды.. 108

4.2. Результаты действия в природе осмотической составляющей СРПС воды 111

4.2.1. Создание микропородиффузионного каталитического эффекта – МДК-эффекта 111

4.2.1.1. Объяснение причин направленного движения молекул к выходу из микропор 112

4.2.1.2. Содействие О-СРПС движению молекул к выходу из микропор 116

4.2.1.3. Различия в поведении молекул растворителя и растворенных веществ в микропорах 118

4.2..1.4. Ускорение химического взаимодействия растворенных молекул со стенками микропор как результат увеличения частоты соударения с ними каждой отдельной молекулы 119

4.2.1.5. Экспериментальное подтверждение микропоро-диффузионного каталитического эффекта 127

4.3.1. Роль осмотической составляющей СРПС в форме МДК-эффекта в явлениях природы 133

4.3.1.1. Поддержание постоянной проницаемости горных пород в земной коре при метасоматических процессах 133

4.3.1.2. Роль МДК-эффекта в осмотических процессах. 135

4.3.1.3. Создание гетерогенного катализа в микропорах цеолитов 140

4.3.1.4. Возникновение онкологических заболеваний как результат различной степени проявления МДК-эффекта 141

4.3.1.5. Содействие извлечению корнями растений минеральных питательных веществ непосредственно из горных пород. 145

Глава 5. СОВМЕСТНОЕ ОДНОВРЕМЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ И ОСМОТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СРПС.. 146

5.1. Создание механизма диффузионного флюидозамещения в земной коре 146

5.2. Формирование эндогенных месторождений, магматических пород и дифференциация земной коры с образованием кислой гранитоидной оболочки в результате действия механизма диффузионного флюидозамещения 149

5.3. Создание перекристаллизации и пластических деформаций пород при динамометаморфизме и складчатости 155

5.4. Регулирование землетрясений в земной коре. 157

5.5. Содействие механизма диффузионного флюидозамещения заживлению ран и порезов в растениях и живых организмах. 158

5.6. Регулирование роста растений и живых организмов до определенного размера, определяющего срок их молодости и старости. 159

5.7. Роль в нефтегазовой геологии в качестве механизма первичной миграции молекул углеводородов из тонкозернистых органогенных материнских пород. 162

5.8. Роль в избирательной проницаемости мембран в жидкостях. 166

Глава 6. СРПС ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ.. 168

ГЛАВА 7. ПЕРВЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОТКРЫТИЯ СРПС.. 171

7.1. Метод предотвращения катастрофических землетрясений. 171

7.2. Разработка новой концепции магмо- и рудообразования. 177

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 179

ВВЕДЕНИЕ

Это уже четвертая моя книга, в которой развиваются представления о молекулярно-кинетической силе разуплотнения поверхностного слоя веществ. В первой – “Система самоорганизации природы” (1998) – и ряде научных статей охарактеризованы ее основные свойства без указания ее названия и показана роль в некоторых природных явлениях. Во второй – “Как саморазвивается живая и неживая природа” (1999), являющейся научно-популярным изложением первой книги, впервые было сформулировано само название данной силы. В третьей – “Сила разуплотнения поверхностного слоя воды как фундаментальное явление, создающее обмен веществ (заявка на открытие)” (2000) – описание сосредоточено на характеристике силы в водной среде, где ее роль в природных процессах наиболее существенна.

В данной книге дается описание проявления силы разуплотнения поверхностного слоя не только в жидких, но и в твердых и газообразных веществах и ее роль в разнообразных природных явлениях. Здесь ряд разделов из предыдущей книги существенно переработан и уточнен, в некоторых случаях сделаны незначительные корректировки, дополнены сведения о роли силы в целом ряде других природных явлений.

Сейчас, во время широкого развития науки во всех направлениях, кажется невероятным сделать заявку на открытие новой фундаментальной силы, каковой является сила разуплотнения поверхностного слоя веществ, создающая обмен веществ в живой и неживой природе и являющаяся, по существу, основой жизни на Земле и саморазвития геологических процессов в земной коре. Действительно, с точки зрения современной молекулярно-кинетической теории газов и жидкостей теоретически ее нельзя обосновать. Причиной этого, по моему мнению, являются две крупные ошибки, которые положены в основу всех теоретических работ по молекулярной кинетике поверхностных явлений:

1. Представление о том, что первопричиной формирования поверхностного натяжения веществ является втягивание молекул с поверхности в глубину этих веществ ван-дер-ваальсовыми силами. По-моему, поверхностное натяжение обусловлено, в первую очередь, созданием разуплотнения в поверхностном слое за счет молекулярно-кинетического теплового движения молекул при последующем участии ван-дер-ваальсовых сил.

2. Представление о том, что причиной диффузии растворенных молекул является их хаотическое блуждание, запутывание в массе растворителя и стремление к выравниванию их концентрации во всем объеме по принципу равновероятности присутствия каждой молекулы во всех точках объема. Я считаю, что таким образом осуществляется только самодиффузия растворенных веществ, а собственно диффузия обусловлена взаимным соударением только одноименных молекул и их отталкиванием в сторону меньшей концентрации по принципу решетчато-пружинного механизма. Также ошибочны представления о том, что формирование ряда особенностей поверхностного слоя в целом обусловлено электростатическими и ван-дер-ваальсовыми силами притяжения–отталкивания молекул друг от друга. По моему мнению, первопричина, придающая ему особые свойства, – молекулярно-кинетические особенности теплового движения молекул в поверхностном слое. Все это детально будет рассмотрено в данной книге.