Вязкость и поверхностное натяжение

Вязкость. Вязкость, или вязкое трение, - это сопротивление, которое испытывает движущееся в жидкости тело. Так, сила вязкого трения заставляет медленно погружаться брошенный в стакан со сметаной или медом маленький металлический шарик, в то время как в стакане с водой он погружается много быстрее. Величина силы трения (сопротивления) в огромной степени зависит от свойств жидкости. Она будет тем больше, чем более густой или вязкой будет жидкость. О степени вязкости жидкости можно судить по продолжительности выливания жидкости из отверстия в ней металлического шара.

Она зависит от содержания в молоке наиболее крупных компонентов – белков и жира, а также размеров их частиц и степени агрегирования, поэтому вязкость молока повышается с увеличением в нем количества сухих веществ, степени дробления жировых шариков (например, в результате гомогенизации) и образования жировых и белковых агрегатов (при хранении, сквашивании молоко и т. д.).

Поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение возникает в жидкостях на поверхности раздела фаз, например на границе жидкость – воздух. Наличие поверхностного натяжения можно объяснить следующим образом. Внутри жидкости любая молекула окружена себе подобными молекулами, т.е. испытывает одинаковое по всем направлениям притяжение. Молекулы же поверхностного слоя испытывают дольше притяжение со стороны молекул воздуха. Они как бы втягиваются внутрь жидкости, поэтому находятся в определенном напряжении и при взаимодействии образуют своеобразную «пленку». Такая особенно прочная пленка находится на поверхности воды, которая имеет большую величину поверхностного натяжения – 72,7 ^. 10^-3 Н/м. поверхностное натяжение других жидкостей ниже.

В природе имеются вещества, способные понижать поверхностное натяжение жидкостей, в особенности воды, они называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). ПАВ обладают смачивающими, эмульгирующими и другими важными свойствами и играют большую роли в природе. Они находят широкое применение в качестве моющих средств, эмульгаторов и т.д. К ним относятся спирты, жирные кислоты, мыла, белки и др. Молекулы ПАВ содержат две части: гидрофобный углеводородный остаток и гидрофильную группировку. При попадании в воду (раствор) они располагаются в поверхностном слое – гидрофильная часть взаимодействует с водой (растворителем), а гидрофобная направлена к воздуху. В результате нарушается прочная пленка воды и вместо нее создается пленка из молекул ПАВ. При этом понижается поверхностное натяжение раствора, так как взаимное притяжение между молекулами ПАВ ниже, чем между молекулами воды.

Молоко содержит поверхностно-активные вещества (белки, фосфолипиды, жирные кислоты и т.д.), поэтому его поверхностное натяжение ниже поверхностного натяжения воды и составляет при 20^оС около 50 ^. 10^-3 Н/м в образовании пленки на поверхности свежего молока участвуют преимущественно поверхностно-активные молекулы белков.

Поверхностное натяжение в молоке и сливках на границе раздела фаз молочная плазма – воздух способствует образованию пены, состоящей из воздушных пузырьков.