Substanțe lichide și proprietățile lor. Starea lichidă a materiei

În viața de zi cu zi, ne confruntăm permanent cu cele trei stări ale materiei - lichide, gazoase și solide. Despre care sunt solide și gaze, avem o idee destul de clară. Gaz - un set de molecule care se mișcă în mod aleatoriu în toate direcțiile. Toate moleculele de solid de stat își mențin aranjamentul reciproc. Ei fac doar fluctuații minore.

Proprietățile substanței lichide

Și ce sunt lichide? Caracteristica lor principală este că, ocupând o poziție intermediară între cristalele și gazele, ele combină proprietățile specifice ale acestor două state. De exemplu, pentru lichide, precum și la greu (cristaline) corpurile tind volum prezență. Cu toate acestea, în același timp, substanțele lichide, precum și gazele care ia forma vasului în care locuiesc. Mulți dintre noi credem că ei nu au propriile lor forme. Cu toate acestea, nu este. Forma naturală a oricărui lichid - bilă. Gravitatea împiedică în mod normal să ia această formă, prin urmare, ia forma unui lichid sau a unui vas sau împrăștiat pe suprafața unui strat subțire.

Conform proprietăților sale de starea lichidă a materiei este deosebit de dificilă, datorită poziției sale intermediare. A început să fie studiat din vremea lui Arhimede (acum 2200 de ani). Cu toate acestea, analiza comportamentului moleculelor de substanță lichidă este încă una dintre cele mai dificile zone ale științei aplicate. Recunoscut pe scară largă și teoria completă a lichidelor este încă acolo. Dar ceva despre comportamentul lor putem spune destul de clar.

Comportamentul moleculelor în lichidul

Lichid - ceva care poate curge. Pentru rază scurtă de acțiune se observă în aranjamentul particulelor sale. Acest lucru înseamnă că locația vecinilor de lângă aceasta, în legătură cu orice parte este comandat. Cu toate acestea, așa cum se mișcă departe de altă parte, poziția sa în raport cu acestea devine mai puțin și mai puțin ordonată, iar apoi ordinea și dispare. substanță lichidă compusă din molecule care se mișcă mult mai liber decât în solide (ca în cazul gazelor - mai liber). De ceva timp, fiecare dintre ele papură într-o direcție sau alta, fără a se îndepărta de vecinii săi. Cu toate acestea, molecula lichidului din când în când iese din mediul înconjurător. Ea devine un nou, se deplasează într-o altă locație. Aici, din nou, de ceva timp, este o astfel de circulație de oscilație.

Ya. Contribuția I. Frenkelya la studiul fluidelor

Ya. I. Frenkelyu, om de știință sovietic, a avut o mare contribuție în dezvoltarea unui număr de probleme care se ocupă cu tema modului lichidelor. Chimia sa mutat puternic înainte, datorită descoperirilor sale. El credea că în lichide mișcarea termică are caracterul următor. La un anumit moment fiecare moleculă oscilează în jurul poziției sale de echilibru. Cu toate acestea, ea își schimbă locul ei din când în când, se deplasează un salt într-o nouă poziție, care este separată de cea precedentă în depărtare, este de aproximativ de dimensiunea moleculei în sine. Cu alte cuvinte, moleculele din interiorul muta lichid, dar încet. O parte din momentul în care rămân în legătură cu anumite locuri. Prin urmare, mișcarea lor este ceva ca un amestec de gaz și a făcut într-un mișcări ale corpului solid. Fluctuațiile în același loc după un timp înlocuit cu un transfer liber din loc în loc.

Presiunea în fluid

Unele proprietăți ale substanței lichide cunoscut la noi datorită interacțiunii constante cu ei. Deci, experiența vieții de zi cu zi, știm că acționează pe suprafața de solide, care sunt în contact cu ea, cu concentrație cunoscută. Acestea se numesc forțele presiunii fluidului.

De exemplu, deschiderea unui orificiu cu degetul și robinetul, inclusiv apa, ne simțim, așa cum se pune presiune pe deget. Un înotător care a scufundat la adâncimi mari, nici un accident se confruntă cu dureri în urechi. Aceasta se datorează faptului că timpanului să facă presiuni forțelor. Apa - o substanță lichidă, deci are toate proprietățile sale. Pentru a măsura temperatura apei în adâncul mării, ar trebui să utilizați un termometre foarte puternic, astfel încât acestea nu au putut zdrobi presiunea fluidului.

Această presiune este cauzată de compresie, adică, schimbarea volumului lichidului. Ea are în legătură cu această schimbare în elasticitate. forța de presiune - aceasta este forța elastică. Prin urmare, în cazul în care acționează fluid asupra corpului în contact cu ea, atunci este comprimat. Deoarece densitatea crește substanță în compresie, se poate presupune că lichidul în raport cu o schimbare a densității au elasticitate.

evaporare

Continuând cu proprietățile substanței lichide, se procedează la evaporare. Aproape de suprafață, precum și direct în suprafață forțe strat actul, pentru a asigura existența acestui strat. Ele nu permit să părăsească volumul de molecule de lichid în ea. Cu toate acestea, unele dintre ele din cauza mișcării termice dezvoltă o viteză destul de mare, cu care devine posibilă depășirea acestor forțe și se lasă lichidul. Noi numim acest fenomen de evaporare. Se poate observa, la orice temperatură a aerului, dar cu o creștere a ratei sale de creșteri de evaporare.

condensare

În cazul în care moleculele au părăsit lichidul este îndepărtat din spațiul situat în apropierea suprafeței, apoi totul, în cele din urmă se evaporă. Dacă am fi lăsat moleculele sale nu sunt eliminate, ele formează perechi. Prinși în regiune, situată în apropierea suprafeței lichidului, moleculele de vapori sunt trase în ea forțe atractive. Acest proces se numește condensare.

Prin urmare, în cazul în care moleculele nu sunt eliminate, rata de evaporare scade cu timpul. Dacă densitatea vaporilor crește și mai mult, situația se realizează în care numărul de molecule care pleacă pentru un anumit timp lichidul va fi egal cu numărul de molecule care sunt returnate în timpul același timp în ea. Deci, există o stare de echilibru dinamic. Aburul conținute în acesta, se numește saturat. presiune și densitatea acesteia crește cu creșterea temperaturii. Cu cât este, cu atât mai mare numărul de molecule de lichid este suficientă pentru energia de evaporare și, prin urmare, ar trebui să aibă o densitate mai mare de perechi, în scopul de a prinde cu vaporizarea ar putea condens.

fierbere

Când în lichidele de proces de încălzire se realizează că temperatura la care vaporii saturați au aceeași presiune ca și mediul extern, se stabilește un echilibru între aburul saturat și lichidul. În cazul în care lichidul informează cantitate suplimentară de căldură imediat vine în conversie abur masă de lichid corespunzătoare. Acest proces se numește fierbere.

Fierbere este o evaporare intensă a lichidului. Ea nu vine numai de la suprafață, și se referă la întreaga volumul său. Intr-un lichid de vapori apar bule. Pentru a trece de la lichid la vapori, moleculele trebuie să achiziționeze energie. Este necesară pentru a depăși forțele de atracție prin care acestea sunt păstrate într-un lichid.

punct de fierbere

Punct de fierbere - este una în care există o egalitate a celor două presiuni - și exteriorul vaporilor saturați. Aceasta crește cu creșterea presiunii și scade odată cu scăderea acesteia. Datorită faptului că înălțimea modificărilor fluidului de presiune pe coloană de fierbere în acesta are loc la niveluri diferite, la temperaturi diferite. Numai abur saturat, situată deasupra suprafeței lichidului în procesul de fierbere, are o anumită temperatură. Ea este determinată numai de presiunea externă. Asta e, avem în vedere atunci când vorbim despre punctul de fierbere. Aceasta diferă în diferite fluide, care sunt utilizate pe scară largă în domeniu, în special prin distilarea petrolului.

căldura latentă de vaporizare - cantitatea de căldură necesară pentru a converti o anumită cantitate de lichid izoterm abur când presiunea externă este aceeași ca și presiunea vaporilor saturați.

Proprietățile filmelor lichide

Știm cu toții despre cum să obțineți spuma de săpun prin dizolvarea în apă. Acest lucru nu este altul decât multitudinea de bule, care sunt limitate la un lichid constând dintr-un film subțire. Cu toate acestea, formarea spumei de lichid sunt de asemenea disponibile și un film separat. Proprietatile sale sunt foarte interesante. Aceste filme pot fi foarte subțire: grosimea în cele mai subțiri părți ale nu mai mult de 1/100000 de milimetru. Cu toate acestea, uneori, acestea sunt foarte stabile, în ciuda acestui fapt. Săpun peliculă poate fi supus deformării și extensibilitate, pot trece prin ea un curent de apă, în timp ce nu-l distruge. Cum putem explica o astfel de stabilitate? Pentru filmul acolo, este necesar să se adauge o substanță lichidă pură dizolvată în ea. Dar nu toți, iar cei care reduc în mod semnificativ tensiunea de suprafață.

film de lichid în natură și tehnologie

Natura artei și nu se confruntă în principal cu filme individuale, dar cu spuma, care este un set de ele. Acesta poate fi adesea văzută în fluxurile unde apa calmă picătură prelinge mici. Capacitatea apei de a spumei în acest caz este legat de prezența materiei organice, care este rădăcinile plantelor izolate. Acest exemplu de agent de spumă naturale lichid. Și cum este cu tehnologia? La construirea, de exemplu, utilizarea de materiale speciale, care au o structură celulară, care seamănă cu spumă. Acestea sunt ușor, ieftin, suficient de puternic, conductori săraci de căldură și sunete. Pentru ei într-o soluție specială este adăugată, promovează agenți de spumare.

concluzie

Deci, noi știm care sunt substanțe lichide, acestea au constatat că lichidul este o stare a materiei intermediare între gazoase și solide. Prin urmare, are proprietăți caracteristice atât. cristale lichide, care sunt acum utilizate pe scară largă în domeniu și industria ( de exemplu, ecranele cu cristale lichide) sunt un exemplu frapant al acestei stări a materiei. In aceste proprietăți combinate ale solidelor și lichidelor. Este dificil să ne imaginăm ce substanța în formă lichidă inventa viitorul științei. Cu toate acestea, este clar că în această stare a materiei are un potențial mare, care poate fi utilizat în beneficiul omenirii.

De un interes deosebit pentru luarea în considerare a proceselor fizice și chimice care au loc în stare lichidă, datorită faptului că omul este de 90% apă, ceea ce este cel mai frecvent lichid pe Pământ. Este în acest loc toate procesele vitale în plantă și în regnul animal. De aceea, pentru noi toți pentru a studia, de fapt, starea lichidă a materiei.