Счетчики
Яндекс.Метрика

Состояние связанной воды в зерне (часть 2)

Удельная теплоемкость воды при связывании уменьшается, поскольку связывание воды формально аналогично фазовому переходу.
Степень изменения свойств поглощенной воды связана и с продолжительностью взаимодействия молекул воды с активными центрами. Каждая сорбированная молекула находится в положении равновесия ограниченный период, продолжительность которого пропорциональна энергии взаимодействия рассматриваемой пары молекула — активный центр.
Расчет среднестатистического времени жизни сорбированных зерном молекул воды показывает, что при гигроскопической влажности зерна молекулы воды находятся во взаимодействии с активными центрами всего лишь около 10в-12 с; затем связь разрывается, молекулы десорбируются, чтобы сразу же локализоваться на другом активном центре или же продиффундировать в окружающую среду; на освободившемся активном центре адсорбируется другая молекула воды. Таким образом, даже в равновесном состоянии при неизменных условиях происходит постоянный влагообмен зерна с окружающей средой, а также внутренняя диффузия влаги по типу перескоков молекул воды с одного активного центра на другой.
«Время жизни» связанных молекул воды зависит от температуры. Если при О °С τв=1,3∙10в-6 с, то при 20°С понижается до 5,3∙10в-7 с, при 50°С —1,3∙10в-7, а при 80°С — до 2,8∙10в-8 с. В пределах температур 100...110°С значения τв уравниваются с продолжительностью нахождения в равновесном состоянии молекул жидкой воды в данной точке ее объема. Значит при нагревании зерна до 100°С содержащаяся в нем вода приобретает свойства свободной; однако это верно только в статистическом смысле.
Существенное влияние на «время жизни» τв сорбированных молекул воды оказывает влагосодержание. При его понижении значение τв резко возрастает, что обусловлено более высоким уровнем энергии связи. Так, например, при влагосодержании 5% «время жизни» τв молекул воды 1,4∙10в+21 с, при 10% 8,9∙10в+6, при 15% 4,5∙10в-4, при 20% 1∙10в-10, при 25% 1∙10в-11 и при 39% 1,4∙10в-12 с. При изменении влагосодержания зерна от 5 до 10% значение τв уменьшается на 15 порядков, от 10 до 15% — на восемь порядков, от 15 до 20% — на шесть порядков, от 20 до 25% — только на один порядок. Это показывает, как влияет влагосодержание зерна на свойства поглощенной им воды.