物質の状態：液体

物質の液体状態は、固体と気体の中間相です。固体中の粒子と同様に、液体中の粒子も分子間引力を受けます。ただし、液体粒子はそれらの間により多くのスペースがあるため、所定の位置に固定されていません。

液体中の粒子間の引力により、液体の体積が一定に保たれます。

粒子の動きにより、液体の形状が変化します。液体は流れて容器の最下部を満たし、容器の形状を取りますが、体積は変化しません。粒子間のスペースが限られているということは、液体の圧縮率が非常に限られていることを意味します。

凝集力と接着力

凝集同じ種類の粒子が互いに引き付けられる傾向があります。この凝集性の「スティック」は、液体の表面張力を説明します。表面張力は、周囲の粒子よりも互いに強く引き付けられる粒子の非常に薄い「皮膚」と見なすことができます。

これらの引力が邪魔されない限り、驚くほど強力になる可能性があります。たとえば、水の表面張力は昆虫の体重を支えるのに十分な大きさです。水は最も凝集性の高い非金属液体です。

凝集力は、粒子がすべての側面から互いに引き付けられる液体の表面の下で最大になります。表面の粒子は、周囲の空気よりも液体内の同一の粒子に強く引き付けられます。

これは、液体が球を形成する傾向、つまり表面積が最小の形状を説明しています。これらの液体球が重力によって歪むと、古典的な雨滴の形を形成します。

THE アクセッション 異なるタイプの粒子間に引力がある場合です。液体中の粒子は互いに引き付けられるだけでなく、一般に液体を含む容器を構成する粒子に引き付けられます。

液体粒子は、容器の側面と接触しているエッジで液面のレベルより上に描画されます。

凝集力と接着力の組み合わせは、メニスカスと呼ばれるわずかな凹状の曲線がほとんどの液体の表面に存在することを意味します。メスシリンダー内の液体の体積の最も正確な測定値は、このメニスカスの底に最も近い体積マークを見るとわかります。

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接着は、液体が非常に細いチューブに引き込まれるときの毛細管現象にも関与します。毛細管現象の例は、誰かが小さなガラス管を刺した指先の血液の滴に触れて血液サンプルを採取する場合です。

粘度は、液体が自由に流れるのにどれだけ抵抗するかの尺度です。彼らは、非常にゆっくり流れる液体は、簡単かつ迅速に流れる液体よりも粘性があると言います。粘度の低い物質は、粘度の高い物質よりも薄いと見なされます。粘度が高い物質は、一般に厚いと見なされます。

たとえば、蜂蜜は水よりも粘性があります。蜂蜜は水よりも厚く、流れが遅いです。粘度は通常、液体を加熱することで減らすことができます。加熱すると、液体粒子の動きが速くなり、液体が流れやすくなります。

液体中の粒子は常に動いているため、粒子は互いに衝突したり、容器の側面に衝突したりします。このような衝突は、ある粒子から別の粒子にエネルギーを伝達します。十分なエネルギーが液体の表面の粒子に伝達されると、最終的には液体の残りの部分に粒子を保持する表面張力に打ち勝ちます。

蒸発は、表面粒子がシステムから逃げるのに十分な運動エネルギーを獲得したときに発生します。より速い粒子が逃げるにつれて、残りの粒子はより低い平均運動エネルギーを持ち、液体の温度は冷えます。この現象は、蒸発冷却として知られています。

揮発性は、物質が常温で気化する確率と考えることができます。揮発性は液体の一般的な特性ですが、揮発性の高い固体の中には、通常の室温で昇華するものがあります。昇華は、物質が液体状態を通過せずに固体から気体に直接通過するときに発生します。

密閉容器内で液体が蒸発すると、粒子はシステムから逃げることができません。蒸発した粒子の一部は、最終的に残りの液体と接触し、エネルギーを失って凝縮して液体に戻ります。蒸発速度と凝縮速度が同じである場合、液体の量の正味の減少はありません。

密閉容器内の気液平衡によって加えられる圧力は、蒸気圧と呼ばれます。閉鎖系の温度を上げると、蒸気圧が上がります。蒸気圧の高い物質は、閉鎖系の液体の上に高濃度のガス粒子を形成する可能性があります。

蒸気が可燃性の場合、これは火災の危険をもたらす可能性があります。小さな火花は、たとえそれがガス粒子自体の間の摩擦から発生したとしても、壊滅的な火災や爆発さえ引き起こすのに十分である可能性があります。

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