Ciekły stan materii jest fazą pośrednią między ciałem stałym a gazem. Podobnie jak cząstki w ciele stałym, cząstki w cieczy podlegają przyciąganiu międzycząsteczkowemu. Jednak cząstki cieczy mają między sobą więcej przestrzeni, więc nie są unieruchomione na swoim miejscu.
Przyciąganie między cząstkami w cieczy utrzymuje stałą objętość cieczy.
Ruch cząstek powoduje, że ciecz ma zmienny kształt. Płyny będą spływać i wypełniać najniższą część pojemnika, przybierając kształt pojemnika, ale nie zmieniając objętości. Ograniczona przestrzeń pomiędzy cząstkami oznacza, że ciecze mają bardzo ograniczoną ściśliwość.
Spójność i adhezja
Spójność jest to tendencja do przyciągania się tego samego rodzaju cząstek. Ten spójny „kij” wyjaśnia napięcie powierzchniowe cieczy. Napięcie powierzchniowe można uznać za bardzo cienką „skórę” cząstek, które są silniej przyciągane do siebie nawzajem niż do otaczających cząstek.
Dopóki te siły przyciągania są niezakłócone, mogą być zaskakująco silne. Na przykład napięcie powierzchniowe wody jest wystarczająco duże, aby utrzymać ciężar owada. Woda jest najbardziej zwartą cieczą niemetaliczną.
Siły kohezyjne są największe pod powierzchnią cieczy, gdzie cząstki przyciągają się ze wszystkich stron. Cząsteczki na powierzchni są silniej przyciągane do identycznych cząstek w cieczy niż do otaczającego powietrza.
Wyjaśnia to tendencję płynów do tworzenia kulek o kształcie o najmniejszej powierzchni. Kiedy te kule cieczy są zniekształcone przez grawitację, tworzą klasyczny kształt kropli deszczu.
TEN przystąpienie ma miejsce wtedy, gdy między różnymi typami cząstek występują siły przyciągania. Cząsteczki w cieczy będą przyciągane nie tylko do siebie, ale ogólnie do cząstek tworzących pojemnik zawierający ciecz.
Cząsteczki cieczy są wciągane ponad poziom powierzchni cieczy na krawędziach, gdzie stykają się z bokami pojemnika.
Połączenie sił kohezji i adhezji oznacza, że na powierzchni większości cieczy występuje niewielka wklęsła krzywa, znana jako menisk. Najdokładniejszy pomiar objętości cieczy w cylindrze miarowym można zobaczyć, patrząc na oznaczenia objętości znajdujące się najbliżej dna menisku.
- Bezpłatny kurs edukacji włączającej online
- Bezpłatna biblioteka zabawek online i kurs edukacyjny
- Darmowy kurs gier matematycznych online w edukacji wczesnoszkolnej
- Bezpłatny internetowy kurs pedagogicznych warsztatów kulturalnych
Adhezja jest również odpowiedzialna za działanie kapilarne, gdy ciecz jest wciągana do bardzo wąskiej rurki. Przykładem działania kapilarnego jest pobranie próbki krwi przez dotknięcie małą szklaną rurką kropli krwi na czubku nakłutego palca.
Lepkość
Lepkość jest miarą odporności cieczy na swobodny przepływ. Mówią, że płyn, który płynie bardzo wolno, jest bardziej lepki niż płyn, który płynie łatwo i szybko. Substancja o niskiej lepkości jest uważana za cieńszą niż substancję o wyższej lepkości, która jest ogólnie uważana za grubszą.
Na przykład miód jest bardziej lepki niż woda. Miód jest gęstszy niż woda i płynie wolniej. Lepkość można zwykle zmniejszyć przez podgrzanie cieczy. Po podgrzaniu cząsteczki cieczy poruszają się szybciej, umożliwiając łatwiejszy przepływ cieczy.
Odparowanie
Ponieważ cząsteczki w cieczy są w ciągłym ruchu, zderzają się ze sobą oraz z bokami pojemnika. Takie zderzenia przenoszą energię z jednej cząstki na drugą. Kiedy wystarczająca ilość energii zostanie przekazana cząsteczce na powierzchni cieczy, ostatecznie pokona ona napięcie powierzchniowe, które utrzymuje ją w stosunku do reszty cieczy.
Parowanie następuje, gdy cząstki powierzchniowe uzyskują wystarczającą energię kinetyczną, aby uciec z układu. W miarę ulatniania się szybszych cząstek, pozostałe cząstki mają niższą średnią energię kinetyczną i temperatura cieczy spada. Zjawisko to znane jest jako chłodzenie wyparne.
Zmienność
Lotność można traktować jako prawdopodobieństwo odparowania substancji w normalnej temperaturze. Lotność jest popularną właściwością cieczy, ale niektóre wysoce lotne ciała stałe mogą sublimować w normalnej temperaturze pokojowej. Sublimacja ma miejsce, gdy substancja przechodzi bezpośrednio ze ciała stałego do gazu bez przechodzenia przez stan ciekły.
Gdy ciecz odparowuje w zamkniętym pojemniku, cząsteczki nie mogą wydostać się z systemu. Niektóre odparowane cząstki w końcu wejdą w kontakt z pozostałą cieczą i stracą swoją energię, aby ponownie skroplić się w cieczy. Gdy szybkość parowania i szybkość kondensacji są takie same, nie nastąpi zmniejszenie netto ilości cieczy.
Ciśnienie wywierane przez równowagę pary/cieczy w zamkniętym pojemniku nazywa się prężnością pary. Zwiększenie temperatury systemu zamkniętego spowoduje wzrost ciśnienia pary. Substancje o wysokim ciśnieniu pary mogą tworzyć wysokie stężenie cząstek gazu nad cieczą w układzie zamkniętym.
Może to stanowić zagrożenie pożarowe, jeśli para jest łatwopalna. Każda mała iskra, nawet jeśli powstaje w wyniku tarcia między samymi cząsteczkami gazu, może wystarczyć do spowodowania katastrofalnego pożaru, a nawet eksplozji.
Hasło zostało wysłane na Twój e-mail.
