ПОЧЕМУ СЛИПАЮТСЯ ВЛАЖНЫЕ ЧАСТИЦЫ ПЕСКА И ГЛИНЫ. О свойствах песка и глины

Психология и физиология восприятия информации

О свойствах песка и глины

Замки" из песка и "пироги" из глины лепят для забавы, но они наводят на интересные размышления. Хотя песок и глина состоят в основном из частиц одинакового состава, их свойства сияьно различаются. Действием каких сил объясняется прочность замков из песка и пирогов из глины? Почему замки из песка рассыпаются после высыхания, а пироги из глины остаются целыми? Чем объясняется усадка пирогов из глины после высыхания? Каким образом вода повышает сцепляемость частиц песка и глины? Ответы на эти вопросы можно получить, рассматривая электрические взаимодействия между водой и частицами песка или глины.

Песок состоит из довольно крупных, приблизительно сферических частиц, которые остаются плотно упакованными, даже если они увлажнены. Об их плотной упаковке можно судить по тому, что при высыхании не происходит усадка песка. Влажная песчинка имеет на своей поверхности положительные и отрицательные ионы, обычно группирующиеся парами, причем в каждой паре один из двух ионов расположен несколько дальше от поверхности, чем другой. На различных участках поверхности внешними оказываются ионы разного заряда. Эти распределения зарядов создают электрическое поле в пространстве, окружающем песчинку.

Упаковка частиц песка и глины

В рамках ионной модели прочность влажного песка объясняется притяжением противоположно заряженных ионов в воде. Согласно модели диффузного двойного слоя, прочность влажного песка обусловлена тем, что молекулы воды способны терять подвижность. Электрические поля, создаваемые положительно заряженными участками поверхности песчинки, перераспределяют средние положения протонов в воде, поэтому текучесть воды снижается.

Прочность влажного песка объясняется тем, что повышенная вязкость воды затрудняет скольжение песчинок.

Свойства влажной глины отличаются от свойств влажного песка. Ее частицы значительно меньше песчинок и имеют пластинчатую форму - в одном измерении они меньше, чем в двух других. Частицы влажной глины упакованы неплотно и хорошо отделены друг от друга водой. Одним из проявлений неплотной упаковки является усадка глины при высыхании.

Влажная глина прочна потому, что ее частицы не могут скользить относительно друг друга. Если глина слишком влажная, то она теряет прочность.

Главное меню

Зрительное восприятие

Слух, обоняние, вкус

О жажде

Что такое жажда

Головной мозг

Дополнительно