Obsuzhdaetsya klassifikaciya fazovyh perehodov i povedenie sistem, sovershayushih fazovye perehody pervogo i vtorogo roda. Rassmotreno otryvanie adsorbirovannoi polimernoi cepi ot ploskosti pod deistviem postoyannoi vneshnei sily. Pokazano, chto v etom sluchae imeet mesto neobychnyi fazovyi perehod, imeyushii cherty perehodov pervogo i vtorogo roda odnovremenno.
Model' "lipkoi lenty"
Polimernye cepi v rastvore predstavlyayut soboi dlinnye niti, haoticheski svernutye v prostranstve i postoyanno menyayushie svoyu formu i razmery pod deistviem teplovyh besporyadochnyh udarov molekul rastvoritelya. Poluchit' predstavlenie o svoistvah polimernyh cepei v rastvore mozhno, prochitav populyarnye knigi [Grosberg A.Yu., Hohlov A.R.,1989],[Elias G.G.,1990]. Rassmotrim polimernuyu molekulu, plavayushuyu v rastvore vblizi nekotoroi ploskoi poverhnosti. Zakrepim odin konec polimernoi cepi na ploskosti, a vtoroi ostavim svobodnym. Togda polimernaya cep' budet napominat' dlinnuyu vodorosl', rastushuyu na dne pruda (ris. 5). Esli dno pruda lipkoe, to takaya vodorosl' skoro okazhetsya skreplennoi s poverhnost'yu dna razlichnymi svoimi uchastkami. Analogichnym obrazom vedet sebya polimernaya cep' vblizi adsorbiruyushei (lipkoi) poverhnosti. Pri bol'shoi energii adsorbcii pochti vse uchastki cepi budut lezhat' na poverhnosti. V etom sostoyanii polimernuyu cep' mozhno predstavit' kak dlinnuyu lipkuyu lentu (ris. 5).![]() |
Ris. 5. Izobrazhenie polimernoi cepi, adsorbirovannoi na ploskosti pri nebol'shoi otryvayushei sile (a) i pochti polnost'yu otorvannoi ot ploskosti pri bol'shoi sile (b). Model' "lipkoi lenty" (v). |
Prilozhim teper' k svobodnomu koncu polimernoi cepi postoyannuyu silu f, napravlennuyu perpendikulyarno ploskosti i otryvayushuyu cep' ot ploskosti. Konturnuyu dlinu makromolekuly oboznachim cherez L, a cherez q oboznachim silu adsorbcii, s kotoroi uderzhivaetsya na ploskosti uchastok cepi edinichnoi dliny. Esli svobodnyi konec cepi nahoditsya na vysote z, to potencial'naya energiya otorvannoi chasti ravna fz. Ostal'naya chast' cepi dlinoi



![]() | (2) |

Rassmotrim stepen' vytyanutosti konca polimernoi cepi nad ploskost'yu



![]() |
Ris. 6. Zavisimost' stepeni vytyanutosti <S> s polimernyh cepei razlichnoi dliny L ot raznosti ![]() |
Posmotrim, kak proyavlyaetsya fazovyi perehod v polimernoi cepi, soderzhashei nebol'shoe chislo zven'ev, to est' v "maloi sisteme". Zafiksiruem velichinu






![]() |
Ris. 7. Zavisimost' stepeni vytyanutosti makromolekuly <S> ot ee obratnoi dliny 1/L pri razlichnom udalenii ot tochki fazovogo perehoda ![]() |
Estestvenno vvesti harakternuyu dlinu makromolekuly L*, pri dostizhenii kotoroi cep' mozhno nachinat' schitat' "dlinnoi", opredeliv L* sootnosheniem
![]() | (3) |
Takaya harakternaya dlina v deistvitel'nosti predstavlyaet soboi nekotoruyu oblast', a ne kakoe-to tochnoe znachenie. V dlinnyh polimernyh molekulah s





Otsutstvie bimodal'nosti u funkcii raspredeleniya
Povedenie energii i teploemkosti pri otryvanii polimernoi cepi ot lipkoi ploskosti postoyannoi siloi vpolne soglasuetsya s obsheprinyatymi predstavleniyami o fazovom perehode pervogo roda v etoi sisteme. Odnako, kak my uvidim nizhe, v rassmatrivaemoi sisteme imeetsya ryad chert, svoistvennyh fazovym perehodam vtorogo roda. Obratimsya k raspredeleniyu svobodnogo konca cepi po vysote - formula (2). Poskol'ku potencial'naya energiya proporcional'na vysote konca
Zaklyuchenie
Itak, pri otryvanii adsorbirovannoi polimernoi molekuly imeet mesto neobychnyi fazovyi perehod. Etot perehod, s odnoi storony, obladaet chertami, harakternymi dlya fazovyh perehodov pervogo roda: skachok energii, vsplesk fluktuacii i vydelenie skrytoi teploty. S drugoi storony, v povedenii rassmatrivaemoi sistemy proyavlyayutsya cherty fazovogo perehoda vtorogo roda: polnoe otsutstvie metastabil'nyh sostoyanii i otsutstvie bimodal'nosti u funkcii raspredeleniya po energii. Neobychnost' fazovogo perehoda pri otryvanii adsorbirovannoi polimernoi molekuly svyazana s neobychnost'yu granicy, sushestvuyushei mezhdu ee sostoyaniyami (fazami). Eta granica chetko opredelena i naglyadna, no stol' uzka, chto energeticheskie poteri na ee sozdanie prenebrezhimo maly. Zamechatel'nym svoistvom rassmatrivaemoi polimernoi sistemy yavlyaetsya vozmozhnost' poluchit' strogoe analiticheskoe opisanie obeih faz v ramkah edinogo rassmotreniya s pozicii statisticheskoi fiziki. Bolee togo, okazyvaetsya vozmozhnym prosledit' analiticheski, kak po mere uvelicheniya chisla chastic v sisteme formiruyutsya skachki, harakternye dlya fazovyh perehodov pervogo roda. Dlya klassicheskih nizkomolekulyarnyh sistem, sovershayushih fazovye perehody pervogo roda, edinoobraznoe opisanie obeih faz dostigaetsya tol'ko v rezul'tate chislennyh raschetov na komp'yuterah, a issledovanie effektov, svyazannyh s konechnost'yu sistemy, predstavlyaet slozhneishuyu zadachu i trebuet izoshrennyh metodov. Reshenie zadachi ob otryvanii adsorbiruyusheisya makromolekuly zakladyvaet osnovu dlya postroeniya teorii adgezionnoi prochnosti polimerov na granice razdela faz.Literatura
- Shteinberg A.S. Reportazh iz mira splavov. Bibliotechka "Kvant". M.: Nauka, 1989.
- Vol'kenshtein M.V. Fizika i biologiya. M.: Nauka, 1980.
- Etkins P. Fizicheskaya himiya. T. 1. Gl. 7. M.: Mir. 1980.
- Landau L.D., Lifshic E.M. Statisticheskaya fizika. Chast' 1. M.: Nauka, 1976.
- Grosberg A.Yu., Hohlov A.R. Fizika v mire polimerov. Bibliotechka "Kvant". M.: Nauka, 1989.
- Elias G.G. Megamolekuly. L.: Himiya, 1990.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
fazovye perehod vtorogo roda - fazovye perehod pervogo roda - fazovyi perehod
Publikacii so slovami: fazovye perehod vtorogo roda - fazovye perehod pervogo roda - fazovyi perehod | |
Sm. takzhe:
|
Astrometriya
-
Astronomicheskie instrumenty
-
Astronomicheskoe obrazovanie
-
Astrofizika
-
Istoriya astronomii
-
Kosmonavtika, issledovanie kosmosa
-
Lyubitel'skaya astronomiya
-
Planety i Solnechnaya sistema
-
Solnce