Или СИЛЫ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА, ВАНДЕРВААЛЬСОВЫ СИЛЫ.
В статье про ПЛИТКИ ИОГАНСОНА я говорил о том, что две очень гладкие и ровные поверхности тел при соприкосновении друг с другом могут слипаться, как если бы они были магнитами. Вот только магниты притягиваются противоположными полюсами, а гладкие поверхности - независимо от чего-либо. Почему так происходит?
Дело в том, что в природе, помимо сильных взаимодействий (гравитационные, электромагнитные и пр.) существуют слабые, которые действуют на межмолекулярном и межатомном уровне, причём только на близких расстояниях, не превышающее 0,3-0,5 нм. Связано это, как пишут физики, с возмущением электронных облаков, но это слишком упрощённое представление, а лезть в дебри не хочется.
Так или иначе, а суть проста: если два тела соприкасаются друг с другом, то это относится лишь к набору точек соприкосновения - на самом деле, их поверхности всегда слишком шероховаты и неоднородны, поэтому близкие контакты того самого уровня 0,3-0,5 нм возникают лишь на некоторых участках. А поскольку речь идёт именно о слабых взаимодействиях, никакого ощутимого притяжения нельзя заметить без специальной аппаратуры.
Другое дело, если поверхности ровные и гладкие - в этом случае количество точек соприкосновения, в которых атомы и/или молекулы разных тел сблизились на достаточное для возникновения ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВЫХ СИЛ расстояние, заметно увеличивается. И вот тогда тела эти начинают притягиваться друг к другу - тем сильнее, чем больше таких точек.
В идеале две абсолютно ровные поверхности могут просто срастись, слиться. Но такое, увы случается только в фантастических романах. (В одном из произведений Сергея Лукьяненко человек, попавший на другую планету, получает в качестве оружия меч, режущая кромка которого имеет остроту линейкой цепочки атомов, а значит, может легко разрезать абсолютно всё, и камки, и плоть. А самое интересное, что если таким мечом обрезаться, то рана моментально срастается, главное, чтобы плотно соединить её края - именно по описанной выше причине.)
В природе ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВЫ СИЛЫ играют огромное значение. Например, на молекулярном уровне они обуславливают возникновение пространственных структур биологических макромолекул - белков, нуклеиновых кислот и пр. Способность геккона лазать по вертикальным ровных поверхностям, включая стекло, раньше объяснялась наличием на кончиках его пальцев огромного количества микроскопических волосков, которыми он, якобы, цепляется за малейшие неровности, но теперь вроде бы решено, что как раз эти волоски многократно увеличивают количество точек контакта с возникновением СИЛ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА. Единственное, что меня в этой картине смущает, так это то, что лапы должны, когда нужно, приливать к поверхности, но когда не надо - отличать от неё. А так ведь, получается, геккону приходится отрывать лапу, тратя энергию.
В макромире, как ни странно, эти силы обуславливают существование таких колоссальных космических объектов как кольца Сатурна и других планет-гигантов. (Этот момент мне тоже не понятен, ибо если СИЛЫ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА действуют только на очень малых расстояниях, это значит, что такие кольца должны представлять конгломераты и монолиты, склеенные из множества мелких камешков и пылинок. А ведь это не так!)
Также благодаря им инертные газы могут существовать в жидком виде, будучи охлаждёнными до очень низких температур.
Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс (23 ноября 1837 - 8 марта 1923) - голландский физик и химик, член Нидерландской королевской академии наук, иностранный член Парижской академии наук, член-корреспондент Прусской академии наук, иностранный член Химического общества в Лондоне, и почётный профессор ряду университетов мира. А ещё - лауреат Нобелевской премии по физике 1910 года "За работу, посвященную уравнению состояния газов и жидкостей".
Родился в Лейдене, в многодетной семье плотника. Получил «продвинутое начальное образование», и окончил школу в 15 лет, после чего его взяли на работу ассистентом учителя начальной школы. А потом, после дополнительной подготовки, сам стал учителем физики и химии.
Ван-дер-Ваальс интересовался термодинамикой, посещая лекции в Лейденском университете, но лишь как вольнослушатель, ибо поступить туда он не мог по причине плохого знания классических языков. А вот на педагогическом поприще у него всё сложилось гораздо лучше - сначала он был учителем в Девентере, а затем директором школы в Гааге.
Тем не менее, в том же Лейденском университете он умудрился защитить диссертацию "Непрерывность газообразного и жидкого состояний", сразу став доктором философии.
А когда открылся Амстердамский университете, ему там дали место профессора физики, где он и проработал до самой пенсии.
Большая часть работ Ван-дер-Ваальса относится к области теоретической молекулярной физики. Он исследовал поведение молекул и занимался теориями, описывающими состояния материи.
С его именем связаны следующие эпонимы:
- УРАВНЕНИЕ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА - это уравнение состояния реального газа, которое связывает основные термодинамические величины: температуру, объём и давление.
- РАДИУС ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА - это половина межъядерного расстояния между ближайшими одноимёнными атомами, не связанными между собой химической связью и принадлежащими разным молекулам (например, в молекулярных кристаллах).
- СВЯЗЬ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА - это совокупность межмолекулярных сил, возникающих в результате взаимодействия между молекулами.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
