Flytande ämnen och deras egenskaper. Flytande tillstånd av materia

I vardagen, vi ständigt konfronteras med de tre staterna av materia - flytande, gasformiga och fasta. Om det är fasta ämnen och gaser, har vi en ganska klar uppfattning. Gas - en uppsättning av molekyler som rör sig slumpmässigt i alla riktningar. Alla solid-state-molekyler upprätthålla det inbördes arrangemanget. De gör bara små fluktuationer.

Egenskaper hos flytande substans

Och vad är vätskor? Deras huvudsakliga egenskap är att, som upptar en mellanliggande position mellan kristallerna och gaser, de kombinerar de specifika egenskaperna hos dessa två tillstånd. Till exempel, för vätskor, liksom till hård (kristallina) kroppar tenderar närvaro volym. Emellertid, på samma gång, flytande ämnen, såväl som gaser som har formen av det kärl i vilket de är bosatta. Många av oss tror att de inte har sina egna former. Det är dock inte. Den naturliga formen av någon vätska - boll. Gravitationen förhindrar normalt det ta denna form, därför, det tar formen av en vätska eller ett kärl, eller spridas på ytan av ett tunt skikt.

I enlighet med dess egenskaper för flytande tillstånd av materia är särskilt svår, på grund av dess mellanläge. Det började studeras sedan tiden för Archimedes (2200 år sedan). Emellertid är analys av beteendet hos molekyler av flytande substans fortfarande en av de svåraste områdena i tillämpad vetenskap. Allmänt erkända och fullständig teori av vätskor finns kvar. Men något om deras beteende kan vi säga ganska definitivt.

Beteendet av molekyler i den flytande

Vätska - något som kan flöda. Kortdistans ordning observeras i arrangemanget av dess partiklar. Detta innebär att platsen för grannarna bredvid det, i förhållande till någon del beställs. Men när den rör sig bort från den andra, blir dess position i förhållande till dem mindre beställt, och sedan beställa och försvinner. Flytande substans bestående av molekyler som rör sig mycket mer fritt än i fasta ämnen (såsom i gaser - mer fritt). Sedan en tid tillbaka, var och en av dem rusar i en riktning eller den andra, utan att avvika från sina grannar. Emellertid kommer molekylen av vätskan från tid till annan av miljön. Hon får en ny, flyttar till en annan plats. Här återigen under en längre tid det gör en sådan svängning rörelse.

Ya. I. Frenkelya bidrag till studiet av vätskor

Ya. I. Frenkelyu, sovjetiska forskare, gjort en stor insats i utvecklingen av ett antal frågor som behandlar ämnet hur vätskor. Kemi flyttade starkt framåt tack vare sina upptäckter. Han ansåg att i vätskor värmerörelsen har följande karaktär. Vid en viss tidpunkt varje molekyl oscillerar kring sitt jämviktsläge. Men hon ändrar sin plats från tid till annan, flytta ett hopp till en ny position som är skild från den föregående i fjärran, är ungefär lika stor som själva molekylen. Med andra ord, molekylerna inuti vätske flytta, men långsamt. En del av den tid de fortfarande om vissa platser. Därmed deras rörelse är något som en blandning av en gas och görs till en solid kroppsrörelser. Fluktuationer på samma plats efter en tid ersatts av en fri transfer från plats till plats.

Trycket i fluiden

Vissa egenskaper hos flytande ämne känd för oss tack vare ständig interaktion med dem. Så upplevelsen av vardagen, vi vet att det verkar på ytan av fasta ämnen, som är i kontakt med den, med den kända styrka. De kallas krafter vätsketryck.

Till exempel att öppna ett hål med fingret och peka inklusive vatten, känner vi, eftersom det sätter press på fingret. En simmare som dök till stora djup, är ingen tillfällighet upplever smärta i öronen. Det beror på det faktum att trumhinnan för att tryckkrafter. Vatten - en flytande ämne, så det har alla sina egenskaper. För att mäta temperaturen på vattnet i havets djup, bör du använda en mycket stark termometrar, så att de inte kunde krossa vätsketrycket.

Detta tryck som orsakas av komprimering, dvs., ändringen i volymen av vätskan. Det har i samband med denna förändring i elasticitet. Tryckkraft - detta är den elastiska kraft. Därför, om vätske verkar på kroppen i kontakt med det, då det komprimeras. Eftersom densiteten av ämnet ökar i kompression, kan det antas att vätskan med avseende på en förändring i densitet har elasticitet.

indunstning

Fortsätter med egenskaperna hos vätskesubstansen, fortsätt till avdunstning. Nära ytan, såväl som direkt i ytskiktet krafter verkar för att säkerställa existensen av detta skikt. De tillåter inte att lämna den vätskevolym molekyler i den. Emellertid vissa av dem på grund av termisk rörelse utvecklar en ganska stor hastighet med vilken det blir möjligt att övervinna dessa krafter och lämna vätskan. Vi kallar detta fenomen av avdunstning. Det kan observeras vid vilken temperatur som luft, men med en ökning av dess hastighet av förångningen ökar.

kondensation

Om molekylerna har lämnat vätskan avlägsnas från utrymmet som ligger nära ytan, då alla av det avdunstar så småningom. Om vi hade lämnat sina molekyler tas inte bort, de bildar par. Instängd i regionen, som ligger nära ytan av vätskan, är ångmolekyler dras in det attraktionskrafter. Denna process kallas kondens.

Därför, om molekylerna inte tas bort, minskar avdunstningshastigheten med tiden. Om ångdensitet ökar ytterligare, är situationen uppnås, i vilken antalet molekyler som lämnar anläggningen för en viss tid vätskan kommer att vara lika med det antal molekyler som returneras under samma tid i den. Så det är ett tillstånd av dynamisk jämvikt. Ångan som finns däri, kallas mättad. Dess tryck och densitet ökar med ökande temperatur. Ju högre den är, desto större är antalet molekyler av vätskan är tillräcklig för förångningen energi och därför bör ha en högre densitet av par för att komma ikapp med förångning kunde kondensation.

kokning

När i uppvärmningsprocessvätskor uppnås att temperatur, vid vilken den mättade ångan har samma tryck som den yttre miljön, är en jämvikts upprättas mellan den mättade ångan och vätskan. Om vätska informerar ytterligare mängd värme omedelbart kommer till ånga konvertering motsvarande massa av vätska. Denna process kallas kokning.

Kokpunkt är en intensiv avdunstning av vätskan. Det kommer inte bara från ytan, och berör hela sin volym. Inom en vätskeångan bubblor. För att gå från vätska till ånga, molekylerna behöver köpa energi. Det är nödvändigt för att övervinna krafter attraktion med vilka de hålls i en vätska.

kokpunkt

Kokpunkt - är en i vilken det finns lika de två trycken - och utsidan av den mättade ångan. Den ökar med ökande tryck och minskar med dess minskning. Grund av det faktum att höjden på vätskebyten kolonntrycket däri kokande sker vid olika nivåer vid olika temperaturer. Bara mättad ånga, som ligger ovanför vätskeytan i kokningsprocessen, har en viss temperatur. Det bestäms enbart av yttre tryck. Det är det vi har i åtanke när vi talar om kokpunkten. De skiljer sig i olika fluider som ofta används inom tekniken, i synnerhet genom destillation av petroleum.

Latent förångningsvärme - den mängd värme som krävs för att omvandla en viss mängd ånga isotermiskt vätska när yttre tryck är detsamma som det mättade ångtrycket.

Egenskaper hos vätskefilmer

Vi känner alla till hur man får skummet genom att lösa tvål i vattnet. Detta är ingen annan än nämnda flertal bubblor, som är begränsade till en vätska bestående av en tunn film. Emellertid, som bildar det flytande skummet är också tillgängliga och en separat film. Dess egenskaper är mycket intressanta. Dessa filmer kan vara mycket tunna: tjockleken i de tunnaste delarna av inte mer än hundra tusendels millimeter. Men ibland är de mycket stabila, trots detta. Tvål film kan utsättas för deformation och sträckbarhet, kan passera genom den en ström av vatten, medan inte förstöra den. Hur kan vi förklara en sådan stabilitet? Till filmen där, är det nödvändigt att lägga till en ren vätskesubstans upplöst däri. Men inte alla, och de som avsevärt minska ytspänningen.

Vätskefilm i Nature and Technology

Den typ av konst och vi möter i huvudsak inte med enskilda filmer, men med skum, som är en uppsättning av dem. Det kan ofta ses i vattendrag där lugna vattendroppe liten rännil. Förmågan hos vatten att skumma i detta fall är kopplat till närvaron av organiskt material, som är isolerade växtrötter. Detta exempel på det flytande naturliga skummedel. Och hur är det med teknik? Vid konstruerandet, till exempel, använda speciella material som har en cellulär struktur som liknar skum. De är lätta, billiga, stark nog, dåliga ledare av värme och ljud. För dem i en speciell lösning tillsätts främja skummedel.

slutsats

Så vi vet vilka ämnen som är flytande, har de funnit att vätskan är ett tillstånd av materia mellanting mellan det gasformiga och fasta. Därför har det egenskaper som är karakteristiska för båda. Flytande kristaller, som nu används i stor utsträckning inom tekniken och industrin (t ex kristalldisplayer flytande) är ett slående exempel på detta tillstånd av materia. I dessa kombinerade egenskaper av fasta ämnen och vätskor. Det är svårt att föreställa sig vad ämnet i flytande uppfinna vetenskapen framtiden. Det är dock klart att i detta tillstånd av materia har en stor potential som kan användas till gagn för mänskligheten.

Av särskilt intresse för behandlingen av fysikaliska och kemiska processer som sker i flytande tillstånd, på grund av det faktum att människan är 90% vatten, vilket är den vanligaste vätskan på jorden. Det är på denna plats alla vitala processer i anläggningen och i djurriket. Därför, för oss alla att faktiskt studera flytande tillstånd av materia.