Техника - молодёжи 1939-02, страница 28

Молекулы жирных кислот имеют несколько удлиненную форму. При этом концы молекулы обладают различными свойствами: один конец имеет сродство к воде, другой «не любит» воды и стремится к неводной среде. Если бы такими свойствами обладал какой-нибудь предмет значительных размеров, то, разумеется, один конец его был бы в воде, а другой находился бы над поверхностью ©оды. Но размеры молекулы .столь ничтожны, что ее невозможно обнаружить даже с помощью самых сильных микроскопов. Трудно допустить, чтобы такая мельчайшая частица материи могла находиться одновременно в двух средах. И опыты действительно показали, что подобные молекулы жирных веществ располага-

Изучив поведение молекул, находящихся в трек измерениях, доктор перешел к изучению пленок. Для этого он воспользовался прибором физико-хими-ка Лэнгмюра, в котором тот получил двухмерные вещества. Сжимая пленку пальмитиновой кислоты, он перевел ее из газообразного двухмерного состояния в жидкое.

ются не в воде и не в воздухе, а на границе между ними.

Находясь в таком оригинальном положении — между водой и воздухом, молекулы жирных кислот не утратили, однако, своего основного свойства — способности к передвижению. Только возможности их передвижения ограничены двумя измерениями, так как ни в сторону жидкости (уйти из воздушной среды), ни в сторону воздуха (уйти

Разбирая на досуге свой противогаз, доктор Арк-Синус заинтересовался поглощающей способностью заключенного в нем активированного угля. Оказалось, что эта способность угля объясняется большой пористостью его. Поры создают громадную поверхность, на которой и поглощается вещество. Доктор подсчитал. что общая поверхность поглощающего слоя угля равна площади громадного поля в 20 га.

из жидкой среды) они передвинуться не могут. Исключено и перескакивание молекул друг через друга, потому что для этого нужно хотя бы на мгновение совершить прыжок в одну из пограничных сред. Таким образом, молекулы жирных кислот, очутившись между двумя средами, оказались как бы в мире двух измерений.

Лэнгмюр сделал вывод, что смещение полоски бумаги в его приборчике произошло под напором молекул, находящихся в двухмерном состоянии. Приближая длинную полоску бумаги к короткой, Лэнгмюр действовал этой длинной полоской как своеобразным двухмерным поршнем, который сжимал двухмерную кислоту. С уменьшением площади пленки давление ее, как показывали весы, повышалось; при увеличении расстояния между полосками, а следовательно, при увеличении площади пленки давление уменьшалось. Таким образом Лэнгмюр обнаружил обратную зависимость между давлением и площадью пленки.

Усовершенствовав свой прибор, сделав его более чувствительным и точным, Лэнгмюр установил, что двухмерная пальмитиновая кислота, растянувшаяся пленкой на поверхности воды, подчиняется уравнению: ps~ RT.

Это уравнение весьма напоминает то, которому подчиняется всякий трехмерный газ. Разница лишь в том, что вместо объема v здесь фигурирует поверхность а Это и понятно, поскольку приходится иметь дело с двухмерным веществом. При уменьшении поверхности пленки наполовину давление увеличивалось вдвое.

Таким образом, пленка пальмитиновой кислоты в опыте Лэнгмюра вела себя как двухмерный газ.

Повышая двухмерное давление, Лэнгмюр обнаружил, что с определенного момента .пленка начинает вести себя .как-то странно: несмотря на большое увеличение давления, она сжимается весьма незначительно, т. е. проявляет свойства жидкости. Ученый сделал правильный вывод, что пленка пе-

V

v /' Jj~

Сильно сжимая двухмерную пленку пальмитиновой кислоты, доктор Арк-Синус превратил ее в двухмерное твердое тело. Но что будет, если еще сильнее сжать пленку? Доктор понатужился, встал ногами на край кюветы и нажал на полоску изо всех сил. Пленка треснула, один слой ее нашел на другой, и Арк-Синус упал в воду.

решла из газообразного состояния в жидкое. Так Лэнгмюр превратил двухмерный газ в двухмерную жидкость.

Как же происходило обратное превращение этой двухмерной жидкости в двухмерный газ? Так же, как и трехмерной, но только в двух измерениях. Представим себе, что в обычном цилиндре под поршнем находится трехмерная вода. Если отодвинуть поршень от поверхности воды, то давление, которое испытывает жидкость, уменьшится; некоторая часть воды испарится в образовавшееся свободное пространство. Точно так же ведет себя и двухмерная жидкость. При отодвигании «поршня» — длинной полоски бумаги — часть жидкости переходила в двухмерный газ. Испарение .протекало в пределах двух измерений, потому что двухмерное вещество лишено возможности испаряться вверх, как испаряется всяк*»л нормальная жидкость.

Естественно возникает вопрос: может ли двухмерное вещество на-

27