Термодинамика увлажнения зерна до сих пор обстоятельно не изучена. В то же время термодинамический метод позволяет с весьма общих позиций проанализировать физическую сущность этого явления.
Влагообмен зерна с окружающей средой — самопроизвольно идущий изотермический процесс. При этом зерно с термодинамической точки зрения представляет собой открытую систему.
При увлажнении зерна происходят два явления:
- миграция молекул воды во внутреннюю структуру (в объем) зерна, сопровождающаяся изменением энтропии;
- адсорбционное связывание молекул воды активными центрами макромолекул белков и углеводов зерна, сопровождающееся тепловым эффектом (изменением энтальпии).
Основной причиной процесса может стать любое из этих явлений — необходимо или наличие теплового эффекта, или возрастание энтропии. Самопроизвольный переход молекул из газообразной фазы в адсорбированный слой может происходить только при уменьшении изобарно-изотермического потенциала (поскольку наблюдается изобарно-изотермическое сопряжение системы с окружающей средой, для которой Р и абсолютная температура Т — величины постоянные):

Основные термодинамические параметры состояния системы связаны между собой известным соотношением:

где ΔН — изменения энтальпии; ΔS — изменения энтропии.
Из уравнения (ХII-24) видно, что соотношение (ХII-20) выполнимо в случае, если или ΔH0, или ΔH0, но |ΔH|< [ТΔS|, что возможно при преобладающей роли диффузии. Условие ΔH<0 соответствует выделению тепла, т. е. положительному тепловому эффекту.
Взаимодействие воды с зерном сопровождается выделением тепла, т. е. энтальпия системы уменьшается. Поэтому третий случай необходимо исключить. Что же касается энтропии, то предсказать направление ее изменения не представляется возможным вследствие зависимости его от большого числа разнообразных факторов. Направление изменения энтропии можно установить только на основании подробного анализа механизма процесса.
Знак при ΔS зависит от конкретных особенностей взаимодействия гигантских макромолекул биополимеров зерна с незначительными по размерам молекулами воды. Интенсивность их взаимодействия определяется изменением свободной энергии, т. е. соотношением между изменениями энтальпии и энтропии.

---

• Особенности поглощения зерном воды (часть 3)
• Особенности поглощения зерном воды (часть 2)
• Особенности поглощения зерном воды (часть 1)
• Дифференциальная сорбирующая способность зерна (часть 2)
• Дифференциальная сорбирующая способность зерна (часть 1)
• Применение уравнения изотермы (часть 3)
• Применение уравнения изотермы (часть 2)
• Применение уравнения изотермы (часть 1)
• Вывод уравнения изотермы
• Уравнения изотермы сорбции