5. ТЕПЛОТА СМАЧИВАНИЯ ПОЧВ
В этом разделе мы рассмотрим еще одно важное и характерное свой-
ство связанной воды, которое заключается в том, что в процессе связы-
вания воды происходит выделение тепловой энергии. Это свойство носит
название т е п л о т ы с м а ч и в а н и я .
Оно было открыто в начале
прошлого столетия французским физиком Пулье и заключается в том, что
если мы возьмем какое-либо сухое вещество в тонкодисперсном состоянии,
т. е. в таком состоянии, когда оно обладает весьма большой поверхно-
стью, и приведем его в соприкосновение с водой или какой-либо иной
жидкостью, то в результате этого взаимодействия выделится некоторое
количество тепла.
Как известно, всякое тело обладает поверхностной энергией. Вели-
чина последней, при прочих равных условиях, тем больше, чем больше
удельная поверхность данного тела, т. е. чем выше его дисперсность.
Поверхностная энергия данного вещества имеет наибольшее значение
тогда, когда оно находится в вакууме. При соприкосновении вещества
с воздухом его поверхностная энергия несколько, обычно очень незначи-
тельно, уменьшается вследствие адсорбции его поверхностью молекул
газов, входящих в состав воздуха. При соприкосновении затем вещества
с жидкостью его поверхностная энергия еще уменьшается вследствие ад-
сорбции молекул жидкости. Вот это последнее уменьшение поверхностной
энергии тела при переходе его из вакуума в соприкосновение с жидкостью
либо из воздуха в соприкосновение с жидкостью и выражается в форме
выделения тепловой энергии, которую мы и называем теплотой смачивания.
Явление теплоты смачивания было установлено и для почв, послужив
предметом многочисленных исследований.
Каждое вещество при данной дисперсности обладает определенной
величиной теплоты смачивания, которую принято выражать в грамм-ка-
лориях на 1 г вещества.
Та доля жидкости, которая при смачивании твердого тела переходит
в адсорбированное, т. е. прочно связанное состояние, теряет свою молеку-
лярную подвижность. Эти молекулы, выражаясь словами Думанского
{1948), теряют «...свою индивидуальную кинетическую энергию», переходя
при этом из подвижного в неподвижное, определенным образом ориенти-
рованное
OKOV
I
O
твердых частиц состояние. Это положение Думанский
(1948) доказал экспериментально. Определив теплоту смачивания крах-
мала и установив, что ее величина, отнесенная к одной молекуле адсор-
бированной воды, равна 10,4 X 10~
14
эргов, он сопоставил ее с величиной
кинетической энергии одной молекулы воды, которая по его расчетам
равна 10,04 X 10~
14
эргов. Совпадение этих двух величин и указывает
на то, что теплота смачивания есть та энергия, которая выделяется в ре-
зультате прекращения движения некоторого количества молекул воды,
находившихся до этого в состоянии теплового движения.
Думанский показал также, что величины теплоты смачивания различ-
ных веществ, отнесенные к 1г связанной воды, оказываются одинаковыми,
как можно видеть из данных табл. 48, которую мы заимствуем из работы
Думанского (1950).
Тот факт, что теплота смачивания, отнесенная к 1 г связанной воды,
есть величина постоянная, не зависящая от природы сорбента, также указы-
вает на то, что теплота смачивания имеет своим источником прекращение
теплового движения молекул воды.
Думанский отмечает, что полученная величина, в среднем равная
80 кал/г воды, очень близка к скрытой теплоте плавления льда, равной
76,69 кал. Из этого напрашивается вывод о близости физической сущности
процессов кристаллизации льда и процесса связывания воды.
141»
Эле тронная книга СКБ ГНУ Россельхозакадемии
