Расчет взаимодействия полимерных частиц с учетом электростатического отталкивания и молекулярного притяжения в жидкости (вода)
Расчет и построение потенциальной кривой взаимодействия сферических частиц определенного диаметра в водном растворе NaCl. Определение расстояния, соответствующего энергетическому барьеру. График зависимости силы притяжения между частицами от расстояния.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.01.2014 |
| Размер файла | 53,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет взаимодействия полимерных частиц с учетом электростатического отталкивания и молекулярного притяжения в жидкости (вода)
Задание
Рассчитать и построить потенциальную кривую взаимодействия сферических частиц диаметром 200 нм в водном растворе NaCl, если поверхностный потенциал цд равен 20 мВ.
Константа А* равна 0,5Ч10-19 Дж (для полистирола), обратная толщина ионной поверхности ж =1/д=1Ч108 м-1, термодинамическая температура Т равна 293 К.
Значения суммарной энергии взаимодействия частиц определить на расстояниях от 2 до 40 нм. В этом диапазоне указать область расстояний между частицами, когда преобладают силы молекулярного притяжения, а также диапазон расстояний, при котором частицы могут находиться в индивидуальном состоянии. Определить расстояние, соответствующее энергетическому барьеру.
Ход работы.
1. Построим график зависимости силы притяжения между частицами от расстояния по формуле:
кривая диаметр сферический водный
Uм=- (А*Чr)/12Чh,
где r это радиус частицы, h - расстояние между частицами.
2. Построим график зависимости силы электростатического отталкивания между частицами от расстояния между ними по формуле:
Uэ=2ре0еr цдln(1+e-жh)
Где е0-диэлектрическая проницаемость вакуума, равная 8,85Ч10-12, е-диэлектрическая проницаемость среды, равная 81.
3. Построим потенциальную кривую взаимодействия частиц на основе полученных графиков зависимостей силы молекулярного притяжения и силы электростатического отталкивания по формуле:
Uм+ Uэ=f(h)
Потенциальная кривая взаимодействия (зеленого цвета) является результирующей графиков зависимостей силы молекулярного притяжения (фиолетового цвета) и силы электростатического отталкивания (синего цвета).
Вывод
При расстоянии более 2,21Ч10-8 м преобладают силы молекулярного притяжения, на расстояниях от 2,21Ч10-8м до 4,84Ч10-9м преобладают силы электростатического отталкивания ( максимум при 9,00Ч10-9 м) и частицы могут находится в индивидуальном состоянии. При расстоянии менее 4,84Ч10-9м силы молекулярного притяжения окончательно преобладают над силами электростатического отталкивания и происходит необратимое слипание частиц полистирола. Указанное расстояние соответствует энергетическому барьеру в этой системе.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Электродинамические параметры плазмы как материальной среды, в которой распространение электромагнитных волн сопровождается частотной дисперсией. Характеристика взаимодействия частиц плазмы между собой кулоновскими силами притяжения и отталкивания.
курсовая работа [67,4 K], добавлен 28.10.2011Понятие межмолекулярного взаимодействия как связи между электрически нейтральными молекулами или атомами. Типы Ван-дер-Ваальсовых сил: ориентационные, дисперсионные и индукционные. Уравнение состояния газа. Характеристика сил притяжения и отталкивания.
контрольная работа [147,3 K], добавлен 03.03.2012Методика расчета силы взаимодействия между двумя реальными молекулами в рамках классической физики. Определение потенциальной энергии взаимодействия как функции от расстояния между центрами молекул. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сверхкритическое состояние.
презентация [275,6 K], добавлен 29.09.2013Силы, действующие на частицу, осаждающуюся в гравитационном поле. Скорость осаждения твердых частиц под действием силы тяжести в зависимости от диаметра частиц и физических свойств частицы и жидкости. Описание установки, порядок выполнения работ.
лабораторная работа [275,9 K], добавлен 29.08.2015Основные виды взаимодействия в классической физике. Характеристика элементарных частиц, специфика их перемещения в пространстве и главные свойства. Анализ гравитационного притяжения электрона и протона. Осмысление равнозначности законов Ньютона и Кулона.
статья [40,9 K], добавлен 06.10.2017Энергетическое разрешение полупроводникового детектора. Механизмы взаимодействия альфа-частиц с веществом. Моделирование прохождения элементарных частиц через вещество с использованием методов Монте–Карло. Потери энергии на фотоядерные взаимодействия.
курсовая работа [502,5 K], добавлен 07.12.2015Фундаментальные физические взаимодействия. Гравитация. Электромагнетизм. Слабое взаимодействие. Проблема единства физики. Классификация элементарных частиц. Характеристики субатомных частиц. Лептоны. Адроны. Частицы - переносчики взаимодействий.
дипломная работа [29,1 K], добавлен 05.02.2003Физические свойства газа. Подбор рабочего давления, диаметра магистрального газопровода. Определение числа и расстояния между компрессорными станциями. Экономическое обоснование выбора диаметра газопровода. Расчет режима работы компрессорных станций.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 01.03.2015Определение расстояния между щелями в опыте Юнга с использованием лазера. Произведение расчета длины световой линии интерференционным, дифракционным методами и концентрации сахара в водном растворе поляризационным способом. Исследование закона Малюса.
методичка [1,4 M], добавлен 17.05.2010Исследование распространения акустических возмущений в смесях жидкости с газовыми пузырьками с учетом нестационарных и неравновесных эффектов межфазного взаимодействия. Расчет зависимости фазовой скорости и коэффициента затухания в пузырьковой жидкости.
курсовая работа [433,2 K], добавлен 15.12.2014Магнетизм как одно из проявлений электромагнитного взаимодействия, использование магнитного поля животными для ориентации в пространстве. История развития материалистической теории магнетизма, открытие притяжения и отталкивания слабомагнитных веществ.
презентация [260,3 K], добавлен 13.04.2016Основные свойства стандартного случайного числа. Потенциал парного взаимодействия частиц. Изучение метода Монте-Карло на примере работы алгоритма Метрополиса-Гастингса для идеальной Леннард-Джонсовской жидкости. Радиальная функция распределения частиц.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.08.2016Результирующая сила, действующая на каждый заряд, равная нулю, числовое значение отрицательного заряда. Принцип суперпозиции полей, результирующая сила отталкивания. Расчет равнодействующей сил. Определение электродвижущей силы аккумуляторной батареи.
контрольная работа [239,4 K], добавлен 08.04.2014Свойства всех элементарных частиц. Связь протонов и нейтронов в атомных ядрах. Классификация элементарных частиц. Величина разности масс нейтрона и протона. Гравитационные взаимодействия нейтронов. Экспериментальное значение времени жизни мюона.
реферат [24,3 K], добавлен 20.12.2011Расчет емкости конденсатора, расстояния между его пластинами, разности потенциалов, энергии и начальной скорости заряженной частицы, заряда пластины. График зависимости тангенциального ускорения иона от времени полета между обкладками конденсатора.
контрольная работа [94,6 K], добавлен 09.11.2013Особенности электростатического взаимодействия между электронами в атомах. Уравнение полной потенциальной энергии электрона. Понятие и примеры электронных конфигураций атома. Расчет энергии состояний. Последовательность заполнения электронных оболочек.
презентация [110,8 K], добавлен 19.02.2014Самостоятельный и несамостоятельный разряды в газах. Описание установки для измерения тока ионного тока тлеющего разряда. Модель физического процесса. Построение графиков, отображающих зависимость ионного тока тлеющего разряда от расстояния до коллектора.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.09.2012Расчет электрических величин трансформатора, определение его основных размеров. Конструкция изоляции и минимально допустимые изоляционные расстояния. Главная изоляция обмоток, изоляция от заземленных частей и между обмотками. Механические силы в обмотках.
курсовая работа [834,3 K], добавлен 18.04.2014Габаритный расчет оптической схемы. Определение углового поля окуляра, диаметра входного зрачка монокуляра, фокусного расстояния объектива, диаметра полевой диафрагмы. Аберрационный расчет окуляра и призмы. Оценка качества изображения оптической системы.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 02.07.2013Основные сведения о строении вещества, классификация и общие характеристики электротехнических материалов. Принципы использования электротехнических материалов в устройствах электротехники и электроэнергетики. Силы электростатического притяжения.
презентация [706,2 K], добавлен 29.01.2011
