7 cech najważniejszych cieczy

Charakterystyka cieczy służy do określenia struktury molekularnej i właściwości fizycznych jednego ze stanów materii.

Najbardziej badane są ściśliwość, napięcie powierzchniowe, kohezja, adhezja, lepkość, temperatura zamarzania i odparowanie.

Ciecz jest jednym z trzech stanów agregacji materii, pozostałe dwa są ciałem stałym i gazem. Istnieje czwarty stan materii, plazma, ale występuje tylko w warunkach ekstremalnego ciśnienia i temperatury.

Ciała stałe to substancje, które zachowują swój kształt, dzięki któremu można je łatwo zidentyfikować jako obiekty. Gazy to substancje, które unoszą się w powietrzu i rozpraszają w nim, ale mogą zostać uwięzione w pojemnikach, takich jak pęcherzyki i balony.

Ciecze są w środku stanu stałego i stanu gazowego. Ogólnie, przez zmianę temperatury i / lub ciśnienia, możliwe jest przekazanie cieczy do dowolnego z dwóch pozostałych stanów.

Na naszej planecie jest duża ilość substancji ciekłych. Są wśród nich oleiste płyny, organiczne i nieorganiczne ciecze, tworzywa sztuczne i metale, takie jak rtęć. Jeśli masz typy cząsteczek różnych materiałów rozpuszczonych w cieczy, nazywa się to roztworem, takim jak miód, płyny ustrojowe, alkohol i sól fizjologiczna.

Główne cechy stanu ciekłego

1- Kompresja

Ograniczona przestrzeń między cząstkami sprawia, że ​​ciecze są substancją prawie nieściśliwą. Oznacza to, że naciśnięcie, aby wymusić pewną ilość płynu w bardzo małej przestrzeni na jego objętość, jest bardzo trudne.

Wiele amortyzatorów do samochodów lub dużych ciężarówek używa płynów pod ciśnieniem, takich jak oleje, w szczelnie zamkniętych tubach. Pomaga to pochłaniać i przeciwdziałać ciągłemu zgiełkowi wywieranemu przez tor na koła, szukając najmniejszego przeniesienia ruchu na konstrukcję pojazdu.

2- Zmiany stanu

Wystawienie cieczy w wysokich temperaturach spowodowałoby jej odparowanie. Ten punkt krytyczny jest nazywany punktem wrzenia i różni się w zależności od substancji. Ciepło zwiększa separację między cząsteczkami cieczy, dopóki nie zostaną wystarczająco odseparowane, aby rozproszyć się jak gaz.

Przykłady: woda odparowuje w 100 ° C, mleko w 100, 17 ° C, alkohol w 78 ° C, a rtęć w 357 ° C

W przeciwnym przypadku wystawienie cieczy w bardzo niskich temperaturach zestaliłoby ją. Nazywa się to temperaturą zamarzania i będzie również zależeć od gęstości każdej substancji. Zimno spowalnia ruch atomów, zwiększając ich przyciąganie międzycząsteczkowe na tyle, że twardnieje do stanu stałego.

Przykłady: woda zamarza w temperaturze 0 ° C, mleko od -0, 513 ° C do -0, 565 ° C, alkohol w temperaturze -114 ° C i rtęć w przybliżeniu -39 ° C.

Należy zauważyć, że obniżenie temperatury gazu, dopóki nie zostanie on przekształcony w ciecz, nazywane jest kondensacją, a podgrzanie substancji stałej może spowodować jej stopienie lub stopienie w stan ciekły. Ten proces nazywa się fuzją. Cykl wodny doskonale wyjaśnia wszystkie te procesy zmian stanu.

3- Spójność

To skłonność tego samego rodzaju cząstek do przyciągania się. To międzycząsteczkowe przyciąganie w cieczach pozwala im poruszać się i płynąć, utrzymując razem, aż znajdą sposób na zmaksymalizowanie tej siły przyciągania.

Spójność oznacza dosłownie „działanie trzymania się razem”. Pod powierzchnią cieczy siła kohezji między cząsteczkami jest taka sama we wszystkich kierunkach. Jednakże na powierzchni cząsteczki mają tylko taką siłę przyciągania w kierunku boków, a zwłaszcza w kierunku wnętrza korpusu cieczy.

Ta właściwość jest odpowiedzialna za płyny tworzące kule, która jest formą, która ma mniejszą powierzchnię, aby zmaksymalizować przyciąganie międzycząsteczkowe.

W warunkach zerowej grawitacji ciecz pozostanie unosząca się w kuli, ale gdy kula zostanie przyciągnięta grawitacją, tworzą one znany kształt kropli, aby utrzymać się w miejscu.

Efekt tej właściwości można docenić kroplami na płaskich powierzchniach; jego cząstki nie są rozproszone przez siłę spójności. Również w zamkniętych kranach z powolnymi kroplami; przyciąganie międzycząsteczkowe utrzymuje je razem, aż staną się bardzo ciężkie, to znaczy, gdy ciężar przekroczy siłę kohezji cieczy po prostu spada.

4- Napięcie powierzchniowe

Siła kohezji na powierzchni jest odpowiedzialna za tworzenie cienkiej warstwy cząstek o wiele bardziej przyciąganych do siebie nawzajem niż do różnych cząstek wokół nich, takich jak powietrze.

Cząsteczki cieczy zawsze będą dążyły do ​​zminimalizowania powierzchni poprzez przyciągnięcie się do wnętrza, dając wrażenie posiadania ochronnej skóry.

Podczas gdy ta atrakcja nie jest zakłócona, powierzchnia może być niesamowicie silna. To napięcie powierzchniowe pozwala, w przypadku wody, na przesuwanie się niektórych owadów i pozostawanie na cieczy bez opadania.

Możliwe jest utrzymanie płaskich stałych obiektów na cieczy, jeśli chcesz zakłócić jak najmniej przyciąganie cząsteczek na powierzchni. Osiąga się to przez rozłożenie ciężaru na długości i szerokości obiektu, aby nie pokonać siły spójności.

Siła kohezji i napięcie powierzchniowe różnią się w zależności od rodzaju cieczy i jej gęstości.

5- Adhezja

Jest to siła przyciągania pomiędzy różnymi typami cząstek; Jak sama nazwa wskazuje, oznacza to dosłownie „działanie, które trzeba zastosować”. W tym przypadku pojemniki z płynami i w obszarach, przez które przepływają, są na ogół obecne na ścianach pojemników.

Ta właściwość jest odpowiedzialna za ciecze mokre. Występuje, gdy siła adhezji między cząsteczkami cieczy i ciała stałego jest większa niż siła kohezji międzycząsteczkowej czystej cieczy.

6- Kapilarność

Siła adhezji jest odpowiedzialna za ciecze wznoszące się lub opadające poprzez fizyczne oddziaływanie z ciałem stałym. To działanie kapilarne można wykazać w litych ścianach pojemników, ponieważ ciecz ma tendencję do tworzenia krzywej zwanej meniskiem.

Większa siła adhezji i mniejsza siła kohezji, menisk jest wklęsły, w przeciwnym razie menisk jest wypukły. Woda zawsze zakrzywia się w górę, gdzie styka się ze ścianą, a rtęć zakrzywia się w dół; zachowanie, które jest prawie unikalne w tym materiale.

Ta właściwość wyjaśnia, dlaczego wiele płynów wzrasta, gdy wchodzą w interakcje z bardzo wąskimi pustymi przedmiotami, takimi jak papierosy lub rury. Im węższa średnica cylindra, tym siła przyczepności do jego ścian spowoduje, że ciecz wejdzie prawie natychmiast do wnętrza pojemnika, nawet wbrew sile grawitacji.

7- Lepkość

Jest to siła wewnętrzna lub opór odkształcenia, który oferuje ciecz, gdy płynie swobodnie. Zależy to głównie od masy wewnętrznych cząsteczek i połączenia międzycząsteczkowego, które je przyciąga. Mówi się, że płyny, które płyną wolniej, są bardziej lepkie niż płyny, które płyną łatwiej i szybciej.

Na przykład: olej silnikowy jest bardziej lepki niż benzyna, miód jest bardziej lepki niż woda, a syrop klonowy jest bardziej lepki niż olej roślinny.

Aby płyn mógł płynąć, konieczne jest zastosowanie siły; na przykład grawitacja. Ale lepkość substancji można zmniejszyć przez zastosowanie do nich ciepła. Wzrost temperatury powoduje, że cząstki poruszają się szybciej, co ułatwia przepływ cieczy.

Więcej informacji o płynach

Tak jak w cząstkach ciał stałych, ciecze podlegają stałemu przyciąganiu międzycząsteczkowemu. Jednak w cieczach jest więcej przestrzeni między cząsteczkami, co pozwala jej poruszać się i płynąć bez pozostawania w ustalonej pozycji.

To przyciąganie utrzymuje objętość stałej cieczy, wystarczającą do utrzymania molekuł związanych przez działanie grawitacji bez rozpraszania w powietrzu, jak w przypadku gazów, ale niewystarczająco, aby utrzymać ją w określonej formie, jak w przypadku przypadek ciał stałych.

W ten sposób ciecz będzie dążyć do płynięcia i przesuwania się z wysokich poziomów, aż osiągnie najniższą część pojemnika, przyjmując w ten sposób jego kształt, ale bez zmiany jego objętości. Powierzchnia cieczy jest zwykle płaska dzięki grawitacji, która naciska na cząsteczki.

Wszystkie powyższe opisy są obecne w codziennym życiu, gdy są wypełnione wodnymi probówkami, płytkami, kubkami, słoikami, butelkami, wazami, zbiornikami, zbiornikami, studniami, akwariami, systemami rur, rzekami, jeziorami i tamami.

Ciekawe fakty dotyczące wody

Woda jest najbardziej powszechną i obfitą cieczą na ziemi i jest jedną z niewielu substancji, które można znaleźć w jednym z trzech stanów: ciało stałe w postaci lodu, jego normalny stan ciekły i gaz w postaci pary. woda

• Jest to ciecz niemetaliczna o większej sile spójności.
• Jest to zwykła ciecz o wyższym napięciu powierzchniowym z wyjątkiem rtęci.
• Większość cząstek stałych rozszerza się po stopieniu. Woda rozszerza się podczas zamrażania.
• Wiele ciał stałych jest gęstszych niż odpowiadające im stany ciekłe. Lód jest mniej gęsty niż woda, dlatego pływa.
• Jest doskonałym rozpuszczalnikiem. Nazywa się uniwersalnym rozpuszczalnikiem