Υγρές ουσίες και τις ιδιότητές τους. Η υγρή κατάσταση της ύλης

Στην καθημερινή ζωή, είμαστε συνεχώς αντιμέτωποι με τις τρεις καταστάσεις της ύλης - υγρών, αερίων και στερεών. Γι 'αυτό είναι στερεά και αέρια, έχουμε μια αρκετά σαφή εικόνα. Φυσικό αέριο - ένα σύνολο μορίων που κινούνται τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις. Όλες οι στερεάς κατάστασης μόρια διατηρούν την αμοιβαία διάταξη. Κάνουν μόνο μικρές διακυμάνσεις.

Ιδιότητες των υγρής ουσίας

Και ποια είναι τα υγρά; Κύριο χαρακτηριστικό τους είναι ότι, καταλαμβάνοντας μία ενδιάμεση θέση μεταξύ των κρυστάλλων και των αερίων, συνδυάζουν τις ειδικές ιδιότητες αυτών των δύο καταστάσεων. Για παράδειγμα, για υγρά, καθώς επίσης και στο σκληρό (κρυσταλλική) φορείς τείνουν όγκο παρουσία. Ωστόσο, την ίδια στιγμή, υγρές ουσίες, καθώς και τα αέρια που λαμβάνει τη μορφή του σκάφους στο οποίο κατοικούν. Πολλοί από εμάς πιστεύουν ότι δεν έχουν τις δικές τους μορφές. Ωστόσο, δεν είναι. Η φυσική μορφή του οποιουδήποτε υγρού - μπάλα. Σοβαρότητα κανονικά εμποδίζει το πάρει αυτή τη μορφή, ως εκ τούτου, λαμβάνει τη μορφή ενός υγρού ή ένα δοχείο, ή να εξαπλωθεί στην επιφάνεια του ένα λεπτό στρώμα.

Σύμφωνα με τις ιδιότητές του της υγρή κατάσταση της ύλης είναι ιδιαίτερα δύσκολη, λόγω της ενδιάμεση θέση του. Άρχισε να μελετηθεί από την εποχή του Αρχιμήδη (2200 χρόνια πριν). Ωστόσο, ανάλυση της συμπεριφοράς των μορίων της υγρής ουσίας εξακολουθεί να είναι μία από τις πιο δύσκολες περιοχές της εφαρμοσμένης επιστήμης. Ευρέως αναγνωρίζεται και πλήρης θεωρία των υγρών είναι ακόμα εκεί. Αλλά κάτι σχετικά με τη συμπεριφορά τους, μπορούμε να πούμε αρκετά σίγουρα.

Η συμπεριφορά των μορίων στο υγρό

Υγρό - κάτι που μπορεί να ρέει. Για μικρής εμβέλειας παρατηρείται στην διάταξη των σωματιδίων της. Αυτό σημαίνει ότι η θέση των γειτόνων δίπλα του, σε σχέση με οποιοδήποτε μέρος έχει παραγγείλει. Ωστόσο, καθώς μετακινείται μακριά από την άλλη, η θέση της σε σχέση με αυτά γίνεται όλο και λιγότερο διέταξε, και στη συνέχεια τάξη και εξαφανίζεται. Υγρή ουσία αποτελείται από μόρια που κινούνται πολύ πιο ελεύθερα από ό, τι σε στερεά (όπως στην αέρια - πιο ελεύθερα). Εδώ και αρκετό καιρό, το καθένα από αυτά ορμά προς τη μία κατεύθυνση ή την άλλη, χωρίς να ξεφεύγει από τους γείτονές της. Ωστόσο, το μόριο του υγρού από καιρό σε καιρό βγαίνει από το περιβάλλον. Παίρνει μια νέα, τη μετάβαση σε μια διαφορετική θέση. Εδώ, και πάλι, για κάποιο χρονικό διάστημα να κάνει μια τέτοια κίνηση ταλάντωσης.

Ya. Συνεισφορά I. Frenkelya στη μελέτη των υγρών

Ya. Ι Frenkelyu, σοβιετικού επιστήμονα, κάνει μια μεγάλη συνεισφορά στην ανάπτυξη μια σειρά από ζητήματα που ασχολούνται με το θέμα του πώς τα υγρά. Χημεία κινείται έντονα προς τα εμπρός χάρη σε ανακαλύψεις του. Πίστευε ότι σε υγρά η θερμική κίνηση έχει την ακόλουθη χαρακτήρα. Σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα κάθε μόριο ταλαντεύεται γύρω από τη θέση ισορροπίας του. Ωστόσο, αυτή αλλάζει τη θέση της από καιρό σε καιρό, κινείται ένα άλμα σε μια νέα θέση, η οποία χωρίζεται από την προηγούμενη στο βάθος, έχει περίπου το μέγεθος του ίδιου του μορίου. Με άλλα λόγια, τα μόρια εντός του υγρού κίνηση, αλλά σιγά-σιγά. Μέρος του χρόνου που παραμένουν για ορισμένα μέρη. Ως εκ τούτου η κίνησή τους είναι κάτι σαν ένα μίγμα ενός αερίου και μετατρέπεται σε ένα στερεό κινήσεις του σώματος. Οι διακυμάνσεις στην ίδια θέση μετά από λίγο καιρό αντικατασταθεί από ένα δωρεάν μεταφορά από τόπο σε τόπο.

Η πίεση στο ρευστό

Ορισμένες ιδιότητες του υγρού ουσία γνωστή σε μας χάρη στον συνεχή αλληλεπίδραση με τους. Έτσι, η εμπειρία της καθημερινής ζωής, γνωρίζουμε ότι δρα στην επιφάνεια των στερεών, τα οποία είναι σε επαφή με αυτό, με τη γνωστή δύναμη. Καλούνται οι δυνάμεις της πίεσης του υγρού.

Για παράδειγμα, το άνοιγμα μια τρύπα με το δάχτυλο και χτυπήστε συμπεριλαμβανομένου του νερού, αισθανόμαστε, καθώς ασκεί πίεση στο δάχτυλο. Ένας κολυμβητής που βούτηξε σε μεγάλα βάθη, δεν είναι τυχαίο βιώνει πόνο στα αυτιά. Είναι οφείλεται στο γεγονός ότι το τύμπανο για να πιέσουν τις δυνάμεις. Νερό - μια υγρή ουσία, έτσι ώστε να έχει όλες τις ιδιότητές του. Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του νερού στα βάθη της θάλασσας, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια πολύ ισχυρή θερμόμετρα, έτσι ώστε να μην μπορεί να συντρίψει την πίεση του υγρού.

Αυτή η πίεση προκαλείται από τη συμπίεση, δηλαδή, η μεταβολή του όγκου του υγρού. Έχει σε σχέση με αυτή την αλλαγή στην ελαστικότητα. δύναμη πίεσης - αυτή είναι η ελαστική δύναμη. Ως εκ τούτου, εάν το ρευστό δρα επί του σώματος σε επαφή με αυτό, τότε συμπιέζεται. Δεδομένου ότι η πυκνότητα της ουσίας αυξήσεις σε συμπίεση, μπορεί να υποτεθεί ότι το υγρό σε σχέση με μια αλλαγή στην πυκνότητα έχουν ελαστικότητα.

εξάτμιση

Συνεχίζοντας με τις ιδιότητες της υγρής ουσίας, να προχωρήσει σε εξάτμιση. Κοντά στην επιφάνεια, καθώς και απ 'ευθείας στην επιφάνεια δυνάμεις στρώμα πράξη, για να εξασφαλιστεί η ύπαρξη αυτού του στρώματος. Δεν επιτρέπεται να φύγει από τον όγκο του υγρού μορίων σε αυτό. Ωστόσο, ορισμένοι από αυτούς, λόγω της θερμικής κίνησης αναπτύσσει μια αρκετά μεγάλη ταχύτητα με την οποία καθίσταται δυνατή η αντιμετώπιση αυτών των δυνάμεων και αφήστε το υγρό. Καλούμε αυτό το φαινόμενο της εξάτμισης. Μπορεί να παρατηρηθεί σε οποιαδήποτε θερμοκρασία αέρα, αλλά με την αύξηση του ρυθμού της αύξησης εξάτμισης.

συμπύκνωση

Αν τα μόρια έχουν αφήσει το υγρό απομακρύνεται από το χώρο που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια, τότε όλα αυτά, εξατμίζεται τελικά. Αν είχαμε αφήσει τα μόρια του δεν απομακρύνονται, σχηματίζουν ζεύγη. Έχουν παγιδευτεί στην περιοχή, που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια του υγρού, οι ατμοί μόρια παρασύρονται σε αυτό ελκτικές δυνάμεις. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται συμπύκνωση.

Επομένως, εάν τα μόρια δεν απομακρύνονται, ο ρυθμός εξάτμισης μειώνεται με το χρόνο. Εάν η πυκνότητα ατμών αυξάνει περαιτέρω, η κατάσταση επιτυγχάνεται στην οποία ο αριθμός των μορίων αφήνοντας για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα το υγρό θα είναι ίσος με τον αριθμό των μορίων που επιστρέφονται κατά την ίδια στιγμή σε αυτό. Έτσι, υπάρχει μια κατάσταση δυναμικής ισορροπίας. Ο ατμός που περιέχονται σε αυτήν, ονομάζεται κορεσμένο. πίεση και την πυκνότητα του αυξάνει με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεγαλύτερη είναι, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των μορίων του υγρού είναι επαρκής για την ενέργεια εξάτμισης και, συνεπώς, πρέπει να έχει μια υψηλότερη πυκνότητα των ζευγών προκειμένου να καλύψει τη διαφορά με εξάτμιση μπορούσε συμπύκνωση.

βρασμός

Όταν στα υγρά διαδικασία θέρμανσης επιτυγχάνεται ότι η θερμοκρασία στην οποία ο κορεσμένος ατμός έχει την ίδια πίεση όπως το εξωτερικό περιβάλλον, μία ισορροπία είναι εγκατεστημένος μεταξύ του κορεσμένου ατμού και του υγρού. Εάν υγρό πληροφορεί πρόσθετο ποσό θερμότητας έρχεται αμέσως σε μετατροπή ατμό αντίστοιχη μάζα του υγρού. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βρασμού.

Ζέσης είναι μια έντονη εξάτμιση του υγρού. Δεν προέρχεται μόνο από την επιφάνεια, και αφορά το σύνολο του όγκου του. Μέσα σε ένα υγρό ατμό φυσαλίδες εμφανίζονται. Για να πάμε από υγρό σε ατμό, τα μόρια πρέπει να αγοράσουν ενέργεια. Είναι απαραίτητο να ξεπεραστούν οι δυνάμεις έλξης με τα οποία φυλάσσονται σε υγρό.

σημείο βρασμού

Σημείο ζέσεως - είναι εκείνο στο οποίο υπάρχει ισότητα των δύο πιέσεων - και το εξωτερικό του κορεσμένου ατμού. Αυξάνει με αυξανόμενη πίεση και μειώνεται με μείωση της. Λόγω του γεγονότος ότι το ύψος των μεταβολών πίεσης στήλης του ρευστού εντός αυτού βρασμό λαμβάνει χώρα σε διαφορετικά επίπεδα σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Μόνο κορεσμένο ατμό, που βρίσκεται πάνω από την επιφάνεια του υγρού κατά τη διαδικασία βρασμού, έχει μία ορισμένη θερμοκρασία. Είναι προσδιορίζεται μόνο από εξωτερική πίεση. Αυτό είναι, έχουμε στο μυαλό μας όταν μιλάμε για το σημείο βρασμού. Διαφέρει σε διαφορετικά ρευστά που χρησιμοποιούνται ευρέως στην τέχνη, ιδίως με απόσταξη του πετρελαίου.

Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης - η ποσότητα της θερμότητας που απαιτείται για να μετατρέψει ένα ορισμένο ποσό ατμού υγρού ισοθερμικά όταν εξωτερική πίεση είναι η ίδια όπως η πίεση των κεκορεσμένων ατμών.

Ιδιότητες των υγρών μεμβρανών

Όλοι γνωρίζουμε για το πώς να πάρει τον αφρό με διάλυση σαπούνι στο νερό. Αυτό δεν είναι άλλο από την πλειάδα των φυσαλίδων, οι οποίες περιορίζονται σε ένα υγρό που αποτελείται από μια λεπτή μεμβράνη. Ωστόσο, σχηματίζοντας το υγρό αφρού είναι επίσης διαθέσιμα και ένα ξεχωριστό φιλμ. Οι ιδιότητές του είναι πολύ ενδιαφέρουσα. Αυτά τα φιλμ μπορεί να είναι πολύ λεπτό: το πάχος στα λεπτότερο μέρη του όχι περισσότερο από εκατό χιλιοστό του χιλιοστού. Ωστόσο, μερικές φορές είναι πολύ σταθερή, παρ 'όλα αυτά. φιλμ Σαπούνι μπορεί να υποβληθεί σε παραμόρφωση και εκτασιμότητα, μπορεί να περάσει μέσα από αυτό ένα ρεύμα νερού, ενώ δεν είναι αυτό καταστρέφει. Πώς μπορούμε να εξηγήσουμε τέτοιες σταθερότητα; Για την ταινία εκεί, είναι απαραίτητο να προστεθεί μια καθαρή υγρή ουσία διαλυμένη εντός αυτού. Αλλά δεν είναι όλα, και εκείνων που μειώνουν σημαντικά την επιφανειακή τάση.

Υγρό φιλμ στη Φύση και Τεχνολογία

Η φύση της τέχνης και δεν αντιμετωπίζουν κυρίως με ατομικές ταινίες, αλλά και με τον αφρό, το οποίο είναι ένα σύνολο από αυτά. Μπορεί συχνά να δει στα ρέματα όπου ήρεμα νερά πέφτουν μικρή στάλα. Η ικανότητα του νερού να αφρίζει στην περίπτωση αυτή συνδέεται με την παρουσία της οργανικής ύλης, η οποία είναι απομονωμένη ρίζες των φυτών. Αυτό το παράδειγμα του υγρού φυσικού παράγοντα αφρού. Και πώς είναι με την τεχνολογία; Κατά την κατασκευή, για παράδειγμα, τη χρήση ειδικών υλικών που έχουν μια κυψελοειδή δομή που μοιάζει με αφρό. Είναι εύκολο, φθηνό, αρκετά ισχυρή, κακοί αγωγοί της θερμότητας και ήχους. Γι 'αυτούς σε ένα ειδικό διάλυμα προστίθεται παράγοντες προαγωγής αφρισμού.

συμπέρασμα

Έτσι γνωρίζουμε ποιες ουσίες είναι υγρό, βρήκαν ότι το υγρό είναι μια κατάσταση της ύλης ενδιάμεσου μεταξύ των αερίων και στερεών. Ως εκ τούτου, έχει ιδιότητες χαρακτηριστικές των δύο. Υγροί κρύσταλλοι, οι οποίοι τώρα χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνική και τη βιομηχανία (π.χ., οθόνες υγρών κρυστάλλων) είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της κατάστασης της ύλης. Σε αυτές τις συνδυασμένες ιδιότητες των στερεών και υγρών. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς ποια είναι η ουσία σε υγρή εφεύρει το μέλλον της επιστήμης. Ωστόσο, είναι σαφές ότι αυτή η κατάσταση της ύλης έχει μεγάλες δυνατότητες που μπορεί να χρησιμοποιηθεί προς όφελος της ανθρωπότητας.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την εξέταση των φυσικών και χημικών διεργασιών που συμβαίνουν σε υγρή κατάσταση, λόγω του γεγονότος ότι ο άνθρωπος είναι 90% νερό, το οποίο είναι το πιο κοινό υγρό στη Γη. Είναι σε αυτό το μέρος όλες οι ζωτικές διεργασίες στο εργοστάσιο και στο ζωικό βασίλειο. Ως εκ τούτου, για όλους μας να μελετήσουμε πραγματικά την υγρή κατάσταση της ύλης.