Lastnosti tekočin. Osnovne fizikalne lastnosti tekočine

Znano je, da je vse, kar obdaja človek, vključno s samim seboj, telo, ki ga sestavljajo snovi. Tisti, ki so v zameno, so zgrajeni iz molekul, zadnjega od atomov, in jih sestavljajo še manjše strukture. Vendar pa je okoliška raznolikost tako velika, da je težko predstavljati celo kakšno skupnost. Tako je. Povezave so v milijonih, vsak od njih pa je edinstven v svojih lastnostih, strukturi in vlogi. Odlikuje se več faznih stanj, s katerimi se lahko povežejo vse snovi.

Skupna stanja snovi

Lahko imenujemo štiri različice agregatnega stanja spojin.

1. Plini.
2. Trdne snovi.
3. Tekočine.
4. Plazma - zelo redčeni ionizirani plini.

V tem članku bomo upoštevali lastnosti tekočin, značilnosti njihove strukture in možne parametre značilnosti.

Razvrstitev tekočih teles

Ta delitev temelji na lastnostih tekočin, njihovi strukturi in kemični strukturi ter vrstah interakcij med sestavinami spojine spojine.

1. Takšne tekočine, ki so sestavljene iz atomov, ki jih držijo sile van der Waals. Primeri so tekoči plini (argon, metan in drugi).
2. Takšne snovi, ki so sestavljene iz dveh enakih atomov. Primeri: plini v tekoči obliki - vodik, dušik, kisik in drugi.
3. Tekoče kovine - živo srebro.
4. Snovi, sestavljene iz elementov, vezanih s kovalentnimi polarnimi vezmi. Primeri: klorovodikova kislina, jodov vodik, vodikov sulfid in drugi.
5. Spojine, v katerih so prisotne vodikove vezi. Primeri: voda, alkoholi, amoniak v raztopini.

Obstajajo tudi posebne strukture - tip tekoči kristali, Ne-novtonske tekočine, ki imajo posebne lastnosti.

Zdaj bomo upoštevali osnovne lastnosti tekočine, ki jo ločujejo od vseh drugih agregatnih stanj. Najprej so to tiste, ki se ponavadi imenujejo fizične.

Lastnosti tekočin: oblika in prostornina

Skupno je mogoče razlikovati približno 15 značilnosti, ki nam omogočajo, da opišemo, kakšne so snovi, ki jih obravnavamo, in kakšne so njihove vrednosti, lastnosti.

Zelo zgodaj fizične lastnosti tekočine, ki pridejo v poštev pri omembi tega agregatnega stanja, je sposobnost spremeniti obliko in zasedati določeno količino. Torej, na primer, če govorimo o obliki tekočih snovi, je splošno sprejeto, da je odsoten. Vendar to ni tako.

Pod vplivom vseh znanih gravitacije kapljice snovi pridejo do neke vrste deformacije, zato je njihova oblika motena in postane negotova. Vendar, če postavite padec pogojev, pod katerih gravitacija ne deluje ali je močno omejena, bo to idealno obliko žoge. Tako je treba to dejstvo omeniti, ko je prejela nalogo: »Navedite lastnosti tekočin«, osebo, ki meni, da je v fiziki dovolj usposobljena oseba.

Kar zadeva prostornino, je treba opozoriti na splošne lastnosti plinov in tekočin. Oba sta sposobna zajeti celoten prostor, v katerem so najdeni, in se omejujejo le na stene plovila.

Viskoznost

Fizične lastnosti tekočine so zelo raznolike. Edinstvena pa je viskoznost. Kaj je to in kaj je določeno? Glavni parametri, na katerih je odvisna vrednost, so:

• strižni stres;
• hitrostni gradient.

Odvisnost teh količin je linearna. Če pojasnimo preprostejše besede, je viskoznost, kot je volumen, lastnosti tekočin in plinov, ki so skupni zanje, in pomenijo neomejeno gibanje ne glede na zunanje sile vpliva. To pomeni, da če voda izteče iz posode, bo to še naprej delala pod kakršnimi koli vplivi (težnost, trenje in drugi parametri).

To je v nasprotju z ne-novtonskimi tekočinami, ki imajo višjo viskoznost in lahko zapustijo luknje, ki se napolnijo s časom.

Na kaj bo odvisen ta indikator?

1. Od temperature. Ko se temperatura poveča, se viskoznost nekaterih tekočin poveča, medtem ko se druga, nasprotno, zmanjša. Odvisno je od specifične sestavine in njegove kemične strukture.
2. Od tlaka. Povečanje povzroči povečanje indeksa viskoznosti.
3. Iz kemične sestave snovi. Viskoznost se spreminja z nečistočami in tujimi sestavinami v vzorcu čiste snovi.

Toplotna zmogljivost

Ta izraz določa sposobnost snovi, da absorbira določeno količino toplote, da poveča svojo lastno temperaturo za eno stopinjo Celzija. Za ta indikator so različne povezave. Nekateri imajo večjo, manjšo toplotno kapaciteto.

Na primer, voda je zelo dober toplotni akumulator, ki omogoča široko uporabo za ogrevanje, kuhanje in druge potrebe. Na splošno je toplotna kapaciteta strogo individualna za vsako posamezno tekočino.

Površinska napetost

Pogosto, ko so prejeli nalogo: "Ime lastnosti tekočin", takoj opozarjajo na površinsko napetost. Konec koncev so mu otroci predstavljeni na tečajih fizike, kemije in biologije. In vsak subjekt razloži ta pomemben parameter s svoje strani.

Klasična definicija površinske napetosti je naslednja: to je vmesnik faz. To pomeni, da v času, ko je tekočina zasedla določeno količino, se na zunanji strani meji s plinskim sredstvom - zrakom, paro ali kakšno drugo snovjo. Tako ločevanje faz poteka na točki dotika.

V tem primeru se molekule nagibajo k obkrožanju čim večjega števila delcev in s tem vodijo tako, kot da bi stiskale tekočino kot celoto. Zato se površina raztegne. Isto lastnost lahko razloži tudi sferično obliko tekočinskih kapljic brez gravitacije. Konec koncev je ta oblika idealna z vidika energije molekule. Primeri:

• milo mehurčki;
• vrelo vodo;
• kapljica tekočine v breztežnosti.

Nekatere žuželke so se prilagodile "hoji" na površini vode ravno zaradi površinske napetosti. Primeri: vodni števci, hrošči, nekateri ličinke.

Pretočnost

Obstajajo skupne lastnosti tekočin in trdnih snovi. Eden od njih je fluidnost. Razlika je v tem, da je za prvega neomejena. Kaj je bistvo tega parametra?

Če se na telo tekočine nanese zunanji ukrep, se bo ločil na dele in jih ločil drug od drugega, to je tok. V tem primeru bo vsak del ponovno zapolnil celotno količino plovila. Za trdne snovi je ta lastnost omejena in je odvisna od zunanjih pogojev.

Odvisnost lastnosti na temperaturi

Za te tri parametre, ki označujejo snovi, ki jih razmišljamo:

• pregrevanje;
• hlajenje;
• vrelo.

Takšne lastnosti tekočin, kot so pregrevanje in podhlajevanje, so neposredno povezane z kritične temperature (točke) vrenja in zamrzovanja. Pregreta je tekočina, ki je presegala prag kritične točke ogrevanja, ko je izpostavljen temperaturi, vendar ni uporabil nobenih zunanjih znakov vrenja.

Nad-ohlajeno je tekočina, ki je presegala prag kritične točke prehoda v drugo fazo pod vplivom nizkih temperatur, vendar ni postala trdna.

Kot v prvem, in v drugem primeru obstajajo pogoji za manifestacijo takih lastnosti.

1. Odsotnost mehanskih vplivov na sistem (gibanje, vibracija).
2. Enotna temperatura brez ostrih skokov in kapljic.

Zanimivo je, če se tuja snov vrže v pregreto tekočino (npr. V vodo), bo takoj zavrela. Lahko ga dobimo s segrevanjem pod vplivom sevanja (v mikrovalovni pečici).

Soobstoj z drugimi fazami snovi

Za ta parameter sta dve možnosti.

1. Tekočina je plin. Takšni sistemi so najbolj razširjeni, saj obstajajo v naravi povsod. Ker je izhlapevanje vode del naravnega cikla. V tem primeru nastala hlapa obstaja hkrati s tekočo vodo. Če govorimo o zaprtem sistemu, potem pride do izhlapevanja. Preprosto pare postanejo nasičene zelo hitro in celoten sistem kot celota prihaja do ravnovesja: tekočina - nasičena para.
2. Tekočina je trdna. Zlasti na takšnih sistemih je opaziti še eno znamko: omočljivost. Kadar voda in trdna snov delata, jih je mogoče omočiti v celoti, delno ali celo odbiti vodo. Obstajajo spojine, ki se hitro in praktično neomejeno raztopijo v vodi. Obstajajo tisti, ki na splošno ne morejo narediti tega (nekaj kovin, diamantov in drugih).

   

Na splošno je študija medsebojnega delovanja tekočin s spojinami v drugih agregatnih stanjih povezana z disciplino hidrogeomehanike.

Stiskljivost

Osnovne lastnosti tekočine bi bile nepopolne, če ne bi omenili stisljivosti. Seveda je ta parameter bolj značilen za plinske sisteme. Vendar pa lahko tiste, ki jih razmišljamo, pod določenimi pogoji stisnemo.

Glavna razlika je hitrost procesa in njegova enotnost. Če se plin lahko stisne hitro in pod nizkim tlakom, se tekočine stisnejo neenakomerno, dovolj dolgo in pod posebej izbranimi pogoji.

Izhlapevanje in kondenzacija tekočin

To sta še dve lastnosti tekočine. Fizika jim daje naslednja pojasnila:

1. Izhlapevanje - enato proces, ki označuje postopen prehod snovi iz agregatnega stanja v trdno stanje. To se zgodi pod vplivom toplotnih učinkov na sistem. Molekule se premikajo in spremenijo svojo kristalno mrežo v plinasto stanje. Postopek lahko poteka, dokler vsa tekočina ne preide v paro (za odprte sisteme). Ali vzpostaviti ravnovesje (za zaprta plovila).
2. Kondenzacija - postopek, ki je nasproten zgoraj navedenemu. Tukaj se parna tekočina prelije v molekule tekočine. To se zgodi pred vzpostavitvijo ravnovesja ali celotnega faznega prehoda. Steam v tekočino daje več delcev, kot jih ima.

Tipični primeri teh dveh procesov v naravi - izhlapevanje vode s površine svetovnega oceana, njegovo kondenzacijo v zgornjih plasteh atmosfere in nato padavine v obliki padavin.

Mehanske lastnosti tekočine

Te lastnosti so predmet preučevanja tako znanosti kot hidromehanike. Natančneje, njen oddelek, teorija mehanike tekočin in plina. Glavni mehanski parametri, ki označujejo agregatno stanje zadevnih snovi, so:

• gostota;
• specifična teža;
• viskoznost.

Po gostoti tekočega telesa se razume njegova masa, ki jo vsebuje ena enota prostornine. Ta indikator se razlikuje za različne spojine. Obstajajo že izračunani in eksperimentalno izmerjeni podatki o tem kazalcu, ki so navedeni v posebnih tabelah.

Teža se šteje za težo ene enote volumna tekočine. Ta indikator je močno odvisen od temperature (s povečanjem njegove teže se zmanjša).

Zakaj naj študijem mehanske lastnosti tekočin? To znanje je pomembno za razumevanje procesov, ki se pojavljajo v naravi, znotraj človeškega telesa. Tudi pri ustvarjanju tehničnih sredstev, različnih izdelkov. Konec koncev tekoče snovi - ena najpogostejših agregatnih oblik na našem planetu.

Ne-novtonske tekočine in njihove lastnosti

Lastnosti plinov, tekočin, trdnih snovi - to je predmet študija fizike, pa tudi nekaterih sorodnih disciplin. Vendar pa poleg tradicionalnih tekočih snovi obstajajo tudi ti ne-novtonski, ki jih tudi ta znanost proučuje. Kaj so in zakaj so dobili to ime?

Da bi razumeli, kakšne so takšne spojine, dajmo najpogostejše vsakdanje primere:

• "Lizun", ki ga igrajo otroci;
• "ročno šunko" ali žvečilni gumi;
• navadna gradbena barva;
• raztopina škroba v vodi in tako naprej.

To pomeni, da so tekočine, katerih viskoznost je odvisna od hitrosti gradienta. Hitrejša izpostavljenost, višji je indeks viskoznosti. Zato se s strmim udarcem dna tal postane popolnoma trdna snov, ki se lahko razdeli na dele.

Če ga pustite pri miru, se čez nekaj minut razprostira kot lepljivo lužo. Ne-novtonske tekočine so precej edinstvene v svojih lastnostih, ki so našle ne le za tehnične namene, ampak tudi za kulturne in domače.