Η υγρή κατάσταση της ύλης είναι μια ενδιάμεση φάση μεταξύ στερεού και αερίου. Όπως τα σωματίδια σε ένα στερεό, τα σωματίδια σε ένα υγρό υπόκεινται σε διαμοριακή έλξη. Ωστόσο, τα υγρά σωματίδια έχουν περισσότερο χώρο μεταξύ τους, επομένως δεν είναι σταθερά στη θέση τους.
Η έλξη μεταξύ σωματιδίων σε ένα υγρό διατηρεί τον όγκο του υγρού σταθερό.
Η κίνηση των σωματιδίων αναγκάζει το υγρό να έχει μεταβλητό σχήμα. Τα υγρά θα ρέουν και θα γεμίζουν το χαμηλότερο μέρος ενός δοχείου, λαμβάνοντας το σχήμα του δοχείου αλλά δεν αλλάζει σε όγκο. Ο περιορισμένος χώρος μεταξύ των σωματιδίων σημαίνει ότι τα υγρά έχουν πολύ περιορισμένη συμπιεσιμότητα.
Συνοχή και πρόσφυση
Συνοχή είναι η τάση να προσελκύονται τα ίδια σωματίδια μεταξύ τους. Αυτό το συνεκτικό «ραβδί» εξηγεί την επιφανειακή τάση ενός υγρού. Η επιφανειακή τάση μπορεί να θεωρηθεί πολύ λεπτό «δέρμα» σωματιδίων που προσελκύονται πιο έντονα το ένα από το άλλο παρά στα γύρω σωματίδια.
Εφόσον αυτές οι δυνάμεις έλξης είναι ανενόχλητες, μπορούν να είναι εκπληκτικά ισχυρές. Για παράδειγμα, η επιφανειακή τάση του νερού είναι αρκετά μεγάλη ώστε να υποστηρίζει το βάρος ενός εντόμου. Το νερό είναι το πιο συνεκτικό μη μεταλλικό υγρό.
Οι συνεκτικές δυνάμεις είναι μεγαλύτερες κάτω από την επιφάνεια του υγρού, όπου τα σωματίδια έλκονται μεταξύ τους από όλες τις πλευρές. Τα σωματίδια στην επιφάνεια προσελκύονται πιο έντονα σε πανομοιότυπα σωματίδια μέσα στο υγρό παρά στον περιβάλλοντα αέρα.
Αυτό εξηγεί την τάση των υγρών να σχηματίζουν σφαίρες, το σχήμα με τη μικρότερη επιφάνεια. Όταν αυτές οι υγρές σφαίρες παραμορφώνονται από τη βαρύτητα, σχηματίζουν το κλασικό σχήμα σταγόνας βροχής.
Ο ένταξη είναι όταν υπάρχουν δυνάμεις έλξης μεταξύ διαφορετικών τύπων σωματιδίων. Τα σωματίδια σε ένα υγρό όχι μόνο θα έλκονται μεταξύ τους, αλλά γενικά προσελκύονται από τα σωματίδια που αποτελούν το δοχείο που περιέχει το υγρό.
Τα υγρά σωματίδια τραβιούνται πάνω από το επίπεδο της υγρής επιφάνειας στις άκρες όπου είναι σε επαφή με τις πλευρές του δοχείου.
Ο συνδυασμός συνεκτικών και συγκολλητικών δυνάμεων σημαίνει ότι υπάρχει μια ελαφρά κοίλη καμπύλη, γνωστή ως μηνίσκος, στην επιφάνεια των περισσότερων υγρών. Η πιο ακριβής μέτρηση του όγκου ενός υγρού σε βαθμονομημένο κύλινδρο θα φανεί κοιτάζοντας τα σημάδια όγκου που βρίσκονται πλησιέστερα στο κάτω μέρος αυτού του μηνίσκου.
- Δωρεάν διαδικτυακό μάθημα χωρίς αποκλεισμούς
- Δωρεάν online βιβλιοθήκη παιχνιδιών και μάθημα εκμάθησης
- Δωρεάν διαδικτυακό μάθημα μαθηματικών μαθημάτων στην παιδική ηλικία
- Δωρεάν διαδικτυακό μάθημα παιδαγωγικών πολιτιστικών εργαστηρίων
Η πρόσφυση είναι επίσης υπεύθυνη για την τριχοειδή δράση όταν ένα υγρό εισέρχεται σε έναν πολύ στενό σωλήνα. Ένα παράδειγμα τριχοειδούς δράσης είναι όταν κάποιος συλλέγει δείγμα αίματος αγγίζοντας έναν μικρό γυάλινο σωλήνα μέχρι την σταγόνα αίματος στην άκρη ενός δακτυλίου.
Ιξώδες
Το ιξώδες είναι ένα μέτρο του πόσο ένα υγρό αντιστέκεται στην ελεύθερη ροή. Λένε ότι ένα υγρό που ρέει πολύ αργά είναι πιο ιξώδες από ένα υγρό που ρέει εύκολα και γρήγορα. Μια ουσία με χαμηλό ιξώδες θεωρείται λεπτότερη από μια ουσία με υψηλότερο ιξώδες, το οποίο γενικά θεωρείται παχύτερο.
Για παράδειγμα, το μέλι είναι πιο ιξώδες από το νερό. Το μέλι είναι παχύτερο από το νερό και ρέει πιο αργά. Το ιξώδες μπορεί συνήθως να μειωθεί με θέρμανση του υγρού. Όταν θερμαίνονται, τα σωματίδια του υγρού κινούνται γρηγορότερα, επιτρέποντας στο υγρό να ρέει πιο εύκολα.
Εξάτμιση
Εφόσον τα σωματίδια σε ένα υγρό βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, θα συγκρούονται μεταξύ τους και με τις πλευρές του δοχείου. Τέτοιες συγκρούσεις μεταφέρουν ενέργεια από το ένα σωματίδιο στο άλλο. Όταν μεταφέρεται αρκετή ενέργεια σε ένα σωματίδιο στην επιφάνεια του υγρού, τελικά θα ξεπεράσει την επιφανειακή τάση που το συγκρατεί στο υπόλοιπο υγρό.
Η εξάτμιση συμβαίνει όταν τα επιφανειακά σωματίδια κερδίζουν αρκετή κινητική ενέργεια για να διαφύγουν του συστήματος. Καθώς τα γρηγορότερα σωματίδια διαφεύγουν, τα υπόλοιπα σωματίδια έχουν χαμηλότερη μέση κινητική ενέργεια και η θερμοκρασία του υγρού ψύχεται. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως ψύξη με εξάτμιση.
Μεταβλητότητα
Η πτητικότητα μπορεί να θεωρηθεί ως η πιθανότητα εξάτμισης μιας ουσίας σε κανονικές θερμοκρασίες. Η πτητικότητα είναι μια δημοφιλής ιδιότητα των υγρών, αλλά μερικά εξαιρετικά πτητικά στερεά μπορούν να εξαχθούν σε κανονική θερμοκρασία δωματίου. Η εξάχνωση συμβαίνει όταν μια ουσία διέρχεται απευθείας από το στερεό στο αέριο χωρίς να περάσει από την υγρή κατάσταση.
Όταν ένα υγρό εξατμίζεται μέσα σε ένα κλειστό δοχείο, τα σωματίδια δεν μπορούν να διαφύγουν από το σύστημα. Μερικά από τα εξατμισμένα σωματίδια τελικά θα έρθουν σε επαφή με το υπόλοιπο υγρό και θα χάσουν την ενέργειά τους για συμπύκνωση πίσω στο υγρό. Όταν ο ρυθμός εξάτμισης και ο ρυθμός συμπύκνωσης είναι οι ίδιοι, δεν θα υπάρξει καθαρή μείωση της ποσότητας του υγρού.
Η πίεση που ασκείται από την ισορροπία ατμού / υγρού στο κλειστό δοχείο ονομάζεται πίεση ατμών. Η αύξηση της θερμοκρασίας του κλειστού συστήματος θα αυξήσει την πίεση ατμών. Ουσίες με υψηλή πίεση ατμών μπορούν να σχηματίσουν υψηλή συγκέντρωση σωματιδίων αερίου πάνω από το υγρό σε κλειστό σύστημα.
Αυτό μπορεί να προκαλέσει κίνδυνο πυρκαγιάς εάν ο ατμός είναι εύφλεκτος. Οποιοσδήποτε μικρός σπινθήρας, ακόμη κι αν προκύψει από την τριβή μεταξύ των ίδιων των σωματιδίων αερίου, μπορεί να είναι αρκετός για να προκαλέσει καταστροφική πυρκαγιά ή ακόμη και έκρηξη.
Ο κωδικός πρόσβασης έχει σταλεί στο email σας.
