Osobine tečnosti. Osnovne fizičke osobine tečnosti

Poznato je da sve što okružuje osobu, uključujući i sebe, je telo koje se sastoji od supstanci. Oni su, s druge strane, izgrađeni od molekula, poslednji od atoma, i sastoje se od još manjih struktura. Međutim, okolna raznolikost je toliko velika da je teško zamisliti čak i neku vrstu zajednice. Tako je. Veze se računaju u milione, svaki od njih je jedinstven po svojim svojstvima, strukturi i ulozi. Odlikuje se ukupno nekoliko faznih stanja, pomoću kojih se sve supstance mogu korelirati.

Agregatna stanja supstanci

Mi možemo nazvati četiri varijante agregatnog stanja jedinjenja.

1. Gasovi.
2. Solide.
3. Tekućine.
4. Plazma - jako retenzioni jonizovani gasovi.

U ovom članku razmatramo osobine tečnosti, karakteristike njihove strukture i moguće parametre karakteristika.

Klasifikacija tečnosti

Ova podela je zasnovana na svojstvima tečnosti, njihovoj strukturi i hemijskoj strukturi, kao i vrstama interakcija između sastavnih jedinjenja jedinjenja.

1. Takve tečnosti, koje se sastoje od atoma, drže snage van der Waalsa. Primjeri su tečni gasovi (argon, metan i drugi).
2. Takve supstance koje se sastoje od dva identična atoma. Primeri: gasovi u tečnom stanju - vodonik, azot, kiseonik i drugi.
3. Tečni metali su živa.
4. Supstance koje se sastoje od elemenata vezanih kovalentnim polarnim vezicama. Primeri: hlorovodonična kiselina, jodovodski vodonik, vodonik sulfid i drugi.
5. Jedinjenja u kojima su prisutne vodonične veze. Primeri: voda, alkoholi, amonijak u rastvoru.

Postoje i specijalne strukture - kao što su tečni kristali, ne-Newtonov fluidi, koji imaju posebna svojstva.

Sada ćemo razmotriti osnovne osobine tečnosti koje ga razlikuju od svih drugih agregatnih stanja. Prvo, to su one koje se obično nazivaju fizički.

Osobine tečnosti: oblik i zapremina

Ukupno se može razlikovati oko 15 karakteristika koje nam omogućavaju da opišemo šta su supstance koje se razmatraju i koja su njihova vrednost, karakteristike.

Prve fizičke osobine tečnosti koje dolaze na pamet kad pominju ovo agregatno stanje su sposobnost promene oblika i zauzeti određeni volumen. Tako, na primer, ako govorimo o obliku tečnih supstanci, onda je opšte prihvaćeno da je odsutan. Međutim, to nije slučaj.

Pod akcijom sve poznate gravitacije, kapljice materije prolaze kroz neku vrstu deformacije, pa je njihov oblik uznemiren i postaje neizvesan. Međutim, ako stavite pad u uslove pod kojima gravitacija ne deluje ili je jako ograničena, uzeti će idealan oblik lopte. Stoga je, nakon što je dobio zadatak: "Navesti svojstva tečnosti", osoba koja sebe smatra dovoljno upućenom u fiziku treba pomenuti ovu činjenicu.

Što se tiče zapremine, ovdje je neophodno uočiti opšte osobine gasova i tečnosti. Obojica su sposobna da zauzmu čitav prostor u kojem se nalaze, ograničavajući se samo na zidove plovila.

Viskoznost

Fizička svojstva tečnosti su veoma raznovrsne. Ali jedinstven je takav kao viskozitet. Šta je to i šta je određeno? Glavni parametri na kojima zavisi od vrednosti u pitanju su:

• Stresanje stresa;
• Gradijent brzine.

Zavisnost ovih količina je linearna. Ako objasnimo jednostavnije reči, viskoznost, kao i zapremina, su svojstva tečnosti i gasova koji su zajednički za njih i podrazumijevaju neograničeni kretanje bez obzira na spoljašnje sile uticaja. To jest, ako voda izlazi iz plovila, nastaviće to pod bilo kojim utjecajem (gravitacija, trenje i drugi parametri).

Ovo je u suprotnosti sa ne-Newtonovim tečnostima, koje imaju veći viskozitet i mogu ostaviti iza rupa rupe koje se popunjavaju vremenom.

Na osnovu čega zavisi ovaj indikator?

1. Od temperature. Sa povećanjem temperature, viskoznost nekih tečnosti se povećava, dok se druge, naprotiv, smanjuju. Zavisi od specifičnog sastava i njegove hemijske strukture.
2. Od pritiska. Povećanje povećava indeks viskoznosti.
3. Iz hemijskog sastava materije. Viskoznost varira sa nečistoćama i inostranim komponentama u uzorku čiste supstance.

Kapacitet toplote

Ovaj izraz određuje sposobnost supstance da apsorbuje određenu količinu toplote kako bi povećala sopstvenu temperaturu za jedan stepen Celzijusa. Za ovaj indikator postoje različite veze. Neki imaju veći, neki manji toplotni kapacitet.

Na primer, voda je vrlo dobar akumulator za toplotu, što mu omogućava da se široko koristi za grejanje, kuvanje i druge potrebe. Općenito, kapacitet toplote je strogo individualan za svaku pojedinačnu tečnost.

Površinska napetost

Često je, nakon što je dobio zadatak: "Ime svojstva tečnosti" odmah podsjetiti na površinski napon. Na kraju krajeva, upoznaje se sa decom iz fizike, hemije i biologije. I svaki subjekt objašnjava ovaj važan parametar sa svoje strane.

Klasična definicija površinske napetosti je sledeća: ovo je fazna granica. To jest, u trenutku kada tečnost zauzima određeni volumen, graniči se spolja s plinskim sredstvom - vazduhom, parom ili nekim drugim supstancom. Stoga, fazno odvajanje se javlja u kontaktnoj tački.

U ovom slučaju, molekuli imaju tendenciju da se okružuju sa što više čestica i, stoga, vode, kako je to, da komprimuju tečnost kao celinu. Shodno tome, površina je rastegnuta. Isto svojstvo može takođe objasniti sferni oblik tečnosti u odsustvu gravitacije. Na kraju krajeva, ovaj oblik je idealan sa stanovišta energije molekula. Primjeri:

• Sapuni mehura;
• Vrela voda;
• Kapljina tečnosti u nultoj gravitaciji.

Neki insekti su se prilagodili "hodanju" na površini vode upravo zbog površinske napetosti. Primjeri: vodeni topovi, bube iz vodenih ptica, neke larve.

Protoka

Postoje zajedničke osobine tečnosti i čvrstih materija. Jedna od njih je fluidnost. Razlika je u tome što je za prvu neograničenu. Šta je suština ovog parametra?

Ako se na telo tečnosti nanese spoljno dejstvo, ona će se razdvojiti na dijelove i odvojiti ih jedni od drugih, odnosno toka. U tom slučaju, svaki deo će opet popuniti čitav volumen plovila. Za čvrste supstance ova osobina je ograničena i zavisi od spoljašnjih uslova.

Zavisnost svojstava na temperaturi

Za ove tri parametre koji karakterišu supstance koje razmišljamo:

• Pregrevanje;
• Hlađenje;
• Kuvanje.

Osobine tečnosti, kao što su pregrevanje i podhlađivanje, su direktno povezane sa kritičnom tačkom ključanja i tačkom smrzavanja, respektivno. Pregrijavanje je tečnost koja je prevazišla prag kritične tačke grejanja kada je izložena temperaturi, ali nije primijenila spoljne znake ključanja.

Supercooled, odnosno, je tečnost koja je prevazišla prag kritične tačke prelaska u drugu fazu pod uticajem niskih temperatura, ali nije postala čvrsta.

Kao iu prvom, iu drugom slučaju, postoje uslovi za ispoljavanje takvih svojstava.

1. Odsustvo mehaničkih efekata na sistem (kretanje, vibracija).
2. Jedinstvena temperatura, bez iznenadnih skokova i kapljica.

Činjenica je zanimljiva, da ako se strano telo baci u pregrejanu tečnost (na primer, voda), odmah će se vreo. Može se dobiti grejanjem pod uticajem zračenja (u mikrotalasnoj pećnici).

Koegzistencija sa drugim fazama supstanci

Za ovaj parametar postoje dve opcije.

1. Tečna je gas. Takvi sistemi su najrašireniji, pošto postoje u prirodi svuda. Zato što je isparavanje vode deo prirodnog ciklusa. U ovom slučaju, rezultujuća para postoji istovremeno sa tečnom vodom. Ako govorimo o zatvorenom sistemu, onda postoji isparenje. Jednostavno para postaje zasićeno vrlo brzo i cijeli sistem u celini dolazi u ravnotežu: tečnost - zasićena para.
2. Tečna je čvrsta. Naročito na ovakvim sistemima, primećuje se još jedna svojina: omekšivost. Kada voda i čvrsta supstanca interaguju, ova druga mogu biti potpuno omočena, delimično ili čak odbacivati vodu. Postoje jedinjenja koja se brzo i praktično neograničeno rastvaraju u vodi. Postoje i oni koji su uglavnom nesposobni za to (neki metali, dijamanti i drugi).

Uopšteno gledano, proučavanje interakcije tečnosti sa jedinjenjima u drugim agregatnim stanjima se bavi disciplinom hidroeromehanike.

Kompresibilnost

Osnovna svojstva tečnosti bi bila nepotpuna ako nismo spomenuli kompresibilnost. Naravno, ovaj parametar je tipičniji za gasne sisteme. Međutim, one koje razmišljamo mogu se takođe podvesti pod određene uslove.

Glavna razlika je brzina procesa i njegova uniformnost. Ako se gas može brzo i pod pritiskom brzo pritisnuti, onda su tečnosti neujednačeno komprimirane, dovoljno dugo i pod posebno odabranim uslovima.

Isparavanje i kondenzacija tečnosti

Ovo su još dve osobine tečnosti. Fizika im daje sljedeća objašnjenja:

1. Isparavanje je proces koji karakteriše postepeni prelaz materija iz agregatnog stanja tečnosti u čvrsto stanje. Ovo se dešava pod uticajem termičkih efekata na sistem. Molekuli se pomeraju i menjaju svoju kristalnu mrežu, idu u plinasto stanje. Proces se može odvijati dok se sva tečnost ne uključi u paru (za otvorene sisteme). Ili uspostaviti ravnotežu (za zatvorene sudove).
2. Kondenzacija je proces suprotan gore navedenom. Ovde para prelazi u molekule tečnosti. Ovo se dešava pre uspostavljanja ravnoteže ili do kompletne faze tranzicije. Steam daje u tečnost više čestica nego što to čini.

Tipični primjeri ova dva procesa u prirodi - isparavanje vode sa površine svjetskog okeana, njegova kondenzacija u gornjim slojevima atmosfere, a zatim padavina u obliku padavina.

Mehaničke osobine tečnosti

Ova svojstva podležu proučavanju takve nauke kao što je hidromehanika. Konkretno, njegov deo, teorija mehanike fluida i gas. Glavni mehanički parametri koji karakterišu agregatno stanje materije u pitanju su:

• Gustina;
• Specifična težina;
• Viskoznost.

Gustinom tekućeg tijela se shvata njegova masa, koja se nalazi u jednoj jedinici zapremine. Ovaj indikator varira za različita jedinjenja. Već su izračunati i eksperimentalno mereni podaci o ovom indikatoru koji su navedeni u posebnim tabelama.

Težina se smatra težinom jedne jedinice zapremine tečnosti. Ovaj indikator snažno zavisi od temperature (s povećanjem težine se smanjuje).

Zašto treba da proučavam mehaničke osobine tečnosti? Ovo znanje je važno za razumevanje procesa koji se javljaju u prirodi, unutar ljudskog tela. Takođe, prilikom stvaranja tehničkih sredstava, različiti proizvodi. Tečne supstance su jedan od najčešćih agregatnih oblika na našoj planeti.

Ne-Newtonov fluidi i njihove osobine

Osobine gasova, tečnosti, čvrstih materija su predmet studije fizike, kao i nekih srodnih disciplina. Međutim, pored tradicionalnih tečnih supstanci, tu su i tzv. Ne-njutonske, oni takođe proučavaju ovu nauku. Šta su oni i zašto su dobili to ime?

Da bismo razumeli šta su takva jedinjenja, navodimo najčešće svakodnevne primere:

• "Lizun" koju igraju djeca;
• "Šunka za ruke" ili žvakaća žvaka;
• Obična građevinska boja;
• Skrob u vodi i tako dalje.

To jest, to su tečnosti čiji viskozitet podleže brzini gradijenta. Što je ekspozicija brža, to je veći indeks viskoznosti. Zbog toga, sa oštrim udarcem u dnu poda, pretvara se u potpuno čvrstu supstancu koja se može podeliti na delove.

Ako ga ostavite na miru, onda će se za nekoliko minuta proširiti kao lepljiva luža. Ne-njutonske tečnosti su prilično jedinstvene u svojim svojstvima, koje su pronašle primjenu ne samo u tehničke svrhe, već iu kulturnim i domaćim.