ЖИДКОСТИ

ЖИДКОСТИ — тела, находящиеся в агрегатном состоянии, промежуточном между твердым и газообразным состояниями, сохраняющие отдельные черты и твердого тела, и газа и вместе с тем обладающие рядом только им присущих особенностей.

Ж. делят на простые (однокомпонентные атомарные Ж., жидкие чистые металлы, сжиженные инертные газы, неполярные Ж.— бензол, хлороформ) и сложные (напр., вода, являющаяся наиболее универсальным растворителем).

Подобно твердым телам Ж. сохраняют свой объем, имеют свободную поверхность, обладают определенной прочностью на разрыв при растяжении, характеризуются высокой плотностью и малой сжимаемостью, наличием сильного межмолекулярного взаимодействия, теплоемкостью и электропроводностью. Для жидкостей, за исключением жидких кристаллов (см.), характерны такие свойства, как изотропность (независимость физ. свойств от направления) и текучесть, т. е. способность легко изменять внешнюю форму под действием малых нагрузок (см. Реология).

Сильное межмолекулярное взаимодействие обусловливает существование на границе Ж. с любой другой средой поверхностного натяжения (см.). Под влиянием внутреннего давления поверхностный слой Ж. стремится к сокращению — Ж. при неизменном объеме принимает такую форму, при к-рой ее поверхность минимальна (сферическая форма капель).

Тепловое движение молекул в жидкостях состоит из сочетания колебательных движений и скачков молекул из одних временных положений равновесия (центров колебаний) в другие. Время нахождения молекулы в этом равновесном положении называют «временем оседлой жизни молекулы». В жидкой фазе вещества это время невелико, а в твердой фазе практически бесконечно. Для осуществления скачков каждой из молекул необходимо сообщить энергию активации, достаточную для разрыва ее связей с окружающими молекулами и перехода в окружение других молекул (см. Растворы, Сольватация). Благодаря таким скачкам происходит перемешивание молекул Ж.

В полярных Ж., помимо взаимного притяжения между молекулами, свойственного и неполярным молекулам, имеет место и взаимодействие между различными частями молекул, несущими электрический заряд, что приводит к неравноценности различных взаимных положений молекул. Положение, отвечающее взаимному отталкиванию обоих концов молекул, будет неустойчивым. Положение, отвечающее усилению взаимного притяжения между молекулами, является преимущественным и сохраняется дольше во времени: оно соответствует большей взаимной связанности молекул, образованию комплексов. Подобные комплексы из полярных молекул могут содержать две и больше молекул. Такие Ж. называются ассоциированными; их молекулы имеют дипольные моменты, отличные от нуля, и диэлектрическая проницаемость (см.) зависит от температуры (вода, спирты и др.). Неассоциированные Ж. имеют малые значения диэлектрической проницаемости, к-рая от температуры не зависит; дипольные моменты их молекул равны нулю (гексан, бензол и др.). Величина диэлектрической проницаемости у Ж. может быть от 2 (неполярные углеводороды) до 81 (вода).

Методами рентгеноструктурного анализа (см.) и нейтронографии установлено, что при комнатной температуре в жидкостях наблюдается нек-рая упорядоченность в расположении молекул (так наз. ближний порядок, который проявляется во взаимосвязи положения и ориентации близко расположенных групп, включающих две и больше молекул). Однако такая упорядоченность распространяется на область протяженностыо порядка нескольких межатомных расстояний, тогда как в кристаллах периодичность расположения частиц характерна для всего объема (так наз. дальний порядок). Отсутствием дальнего порядка во .взаимных положениях и ориентациях молекул объясняется однородность и изотропность, свойственные жидкостям.

Теплоемкость жидкостей близка к теплоемкости твердых тел и медленно изменяется с температурой. Измерение теплоемкости служит методом исследования фазовых превращений Ж. Коэффициенты тепло-проводности и вязкости (см.) убывают с ростом температуры, т. к. межмолекулярные взаимодействия препятствуют любому относительному движению между двумя смежными слоями. Электропроводность однокомпонентных Ж. обычно мала, за *исключением жидких металлов и электролитов (см.).

Биологические жидкости

Биологические жидкости включают кровь, лимфу, цереброспинальную и синовиальную Ж., грудное молоко, пищеварительные соки, пот, мочу и др. В состав всех этих Ж. входит свободная вода. В разных органах и тканях содержание воды на единицу веса неодинаково: оно меньше всего в костях (20%), наиболее велико и постоянно в крови (81%). Вода является основной средой, в к-рой протекает обмен веществ организмов, а также транспорт различных веществ от одного органа к другому. Вода является основным субстратом различных метаболических процессов, осуществляет физ. терморегуляцию (см. Потоотделение) и другие процессы жизнедеятельности (см. Вода, Водно-солевой обмен, Минеральный обмен, Обмен веществ и энергии). Жизнь без воды невозможна: лишение воды может привести к смерти человека уже через несколько дней, в то время как при полном голодании и неограниченном поступлении воды возможно сохранение жизни человека даже в течение 40— 45 дней.

Одной из основных Ж. организме является кровь (см.), ей принадлежит важнейшая роль в поддержании гомеостаза (см.). С током крови доставляются к тканям питательные вещества и кислород, уносятся из тканей конечные продукты обмена веществ, в т. ч. и углекислый газ; кровь, являясь важнейшим фактором иммунитета (см.), выполняет защитную функцию.

По лимф, системе позвоночных животных и человека циркулирует лимфа — жидкость с хим. составом, близким к составу плазмы крови, цереброспинальной, синовиальной и другим жидкостям организма. В лимфе обычно нет эритроцитов, но всегда присутствуют лимфоциты (см. Лимфа). Своеобразной внутренней средой ц. н. с. является цереброспинальная жидкость, или ликвор, выполняющая барьерную функцию (см.). С ее помощью поддерживаются солевой состав и постоянный уровень осмотического давления мозга; она является питательной средой мозга и т. д.

В суставах и сухожильных влагалищах находится синовиальная жидкость (см.). Она выделяется внутренней оболочкой суставной полости и действует как смазка, по составу сходна с лимфой, но содержит небольшое количество слизи (см.).

Конечные, ненужные организму продукты обмена выводятся из него с помощью мочи (см.). Объем ее меняется в зависимости от состояния организма (см. Диурез).

В период лактации молочные железы вырабатывают грудное молоко (см.). Оно содержит белки, жиры, углеводы, витамины А, В, С, D, минеральные вещества (Ca, Mg, P и др.), бактерицидные вещества и антитела, способствующие возникновению пассивного иммунитета у ребенка, питающегося молоком. Ок. 87% общего количества этой Ж. составляет вода.

Пищеварительные соки (слюна, желудочный, поджелудочный и кишечный соки, желчь), вырабатываемые специальными железами пищеварительного тракта, необходимы для переработки пищи, в результате чего содержащиеся в ней питательные вещества всасываются и усваиваются организмом.


Библиография: Абас-Заде А. и Багдасарян С. Введение в физику жидкостей, Баку, 1961; Вилли К. и Детье В. Биология, пер. с англ., М., 1974, библиогр.; Киреев В. А. Краткий курс физической химии, с. 161 и др., М., 1970; Физиология человека, под ред. Е. Б. Бабского, М., 1972.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: