7 CHARAKTERISTÍK NAJDÔLEŽITEJŠÍCH KVAPALÍN - VEDA - 2025

Tieto charakteristiky kvapalín slúži na definovanie molekulárnej štruktúry a fyzikálne vlastnosti jedného z skupenstvách.

Najčastejšie študovanými sú stlačiteľnosť, povrchové napätie, súdržnosť, adhézia, viskozita, bod tuhnutia a odparovanie.

Kvapalina je jedným z troch stavov agregácie hmoty, ďalšie dva sú pevné a plynné. Existuje štvrtý stav hmoty, plazma, ale vyskytuje sa iba za podmienok extrémneho tlaku a teplôt.

Pevné látky sú látky, ktoré si udržiavajú svoj tvar, s ktorým sa dajú ľahko identifikovať ako predmety. Plyny sú látky, ktoré sa nachádzajú vo vzduchu a sú rozptýlené vo vzduchu, ale môžu sa zachytávať v nádobách, ako sú bubliny a balóny.

Kvapaliny sú uprostred tuhého a plynného skupenstva. Všeobecne je možné pomocou vykonania zmien teploty a / alebo tlaku dosiahnuť, aby kvapalina prešla do jedného z ďalších dvoch stavov.

Na našej planéte je veľké množstvo tekutých látok. Patria medzi ne olejové kvapaliny, organické a anorganické kvapaliny, plasty a kovy, ako je ortuť. Ak máte v tekutine rôzne typy molekúl rôznych materiálov, nazýva sa to roztok, napríklad med, telové tekutiny, alkohol a fyziologický roztok.

Hlavné charakteristiky tekutého stavu

1 - Kompresibilita

Vďaka obmedzenému priestoru medzi svojimi časticami sú kvapaliny takmer nestlačiteľnou látkou. Inými slovami, stlačenie na prinútenie určitého množstva tekutiny do priestoru, ktorý je príliš malý pre svoj objem, je veľmi ťažké.

Veľa nárazov do automobilov alebo veľkých nákladných automobilov používa tlakové kvapaliny, ako sú oleje, v uzavretých trubiciach. To pomáha absorbovať a pôsobiť proti neustálemu náporu, ktorý trať pôsobí na kolesá, a snaží sa dosiahnuť najmenší prenos pohybu na konštrukciu vozidla.

2 - Zmeny stavu

Vystavenie kvapaliny vysokým teplotám by spôsobilo jej odparenie. Tento kritický bod sa nazýva bod varu a líši sa v závislosti od látky. Teplo zvyšuje separáciu medzi molekulami kvapaliny, kým sa dostatočne neoddelia, aby sa dispergovali ako plyn.

Príklady: voda sa odparuje pri 100 ° C, mlieko pri 100,17 ° C, alkohol pri 78 ° C a ortuť pri 357 ° C.

V opačnom prípade by vystavenie kvapaliny veľmi nízkym teplotám spôsobilo jej tuhnutie. Nazýva sa to bod mrazu a bude závisieť aj od hustoty každej látky. Chlad studuje spomalenie pohybu atómov a dostatočne zvyšuje ich intermolekulárnu príťažlivosť, aby stvrdol v pevnom stave.

Príklady: voda zamrzne pri 0 ° C, mlieko medzi -0,513 ° C a -0,565 ° C, alkohol pri -114 ° C a ortuť pri približne -39 ° C.

Malo by sa poznamenať, že zníženie teploty plynu, až kým sa nestane kvapalinou, sa nazýva kondenzácia a dostatočne pevné zahriatie tuhej látky by mohlo byť schopné roztaviť ho alebo roztaviť ho do kvapalného stavu. Tento proces sa nazýva fúzia. Vodný cyklus dokonale vysvetľuje všetky tieto procesy zmien stavu.

3 - Súdržnosť

Je to tendencia toho istého typu častíc vzájomne sa priťahovať. Táto medzimolekulárna príťažlivosť v tekutinách im umožňuje pohybovať sa a držať pohromade, až kým nenájdu spôsob, ako maximalizovať túto atraktívnu silu.

Súdržnosť znamená doslovne „činnosť zlepenia sa“. Pod povrchom kvapaliny je kohézna sila medzi molekulami rovnaká vo všetkých smeroch. Molekuly však majú na povrchu iba túto príťažlivú silu smerom k stranám a najmä smerom k vnútrajšku tela kvapaliny.

Táto vlastnosť je zodpovedná za to, že tekutiny tvoria gule, čo je tvar, ktorý má najmenšiu plochu povrchu, aby sa maximalizovala intermolekulárna príťažlivosť.

V podmienkach nulovej gravitácie by tekutina zostala vznášať sa v gule, ale keď je guľa ťahaná gravitáciou, vytvárajú dobre známy tvar kvapky v snahe zostať prilepené k sebe.

Účinok tejto vlastnosti je možné oceniť kvapkami na rovných povrchoch; jeho častice nie sú dispergované súdržnou silou. Tiež v uzavretých kohútikoch s pomalými kvapkami; intermolekulárna príťažlivosť ich drží pohromade, až kým sa nestanú veľmi ťažkými, to znamená, že keď hmotnosť presiahne súdržnú silu kvapaliny, jednoducho klesne.

4 - Povrchové napätie

Kohézna sila na povrchu je zodpovedná za vytvorenie tenkej vrstvy častíc oveľa viac priťahovaných k sebe ako k rôznym časticiam okolo nich, ako je vzduch.

Molekuly kvapaliny sa budú vždy snažiť minimalizovať povrchovú plochu tým, že sa priťahujú smerom dovnútra, čo dáva pocit, že má ochrannú pokožku.

Pokiaľ táto príťažlivosť nebude narušená, povrch môže byť neuveriteľne silný. Toto povrchové napätie umožňuje v prípade vody kĺzať určitý hmyz a zostať na ňom bez klesania.

Je možné držať ploché pevné predmety na tekutine, ak sa snažíme narušiť príťažlivosť povrchových molekúl čo najmenej. Dosahuje sa rozdelením hmotnosti na celú dĺžku a šírku objektu, aby sa neprekročila súdržná sila.

Kohézna sila a povrchové napätie sa líšia v závislosti od typu kvapaliny a jej hustoty.

5- Pristúpenie

Je to príťažlivá sila medzi rôznymi typmi častíc; ako už názov napovedá, doslovne to znamená „dodržiavanie“. V tomto prípade je obvykle prítomná na stenách nádob na kvapalné kontajnery a v oblastiach, kde tečie.

Táto vlastnosť je zodpovedná za tekuté zmáčanie pevných látok. Vyskytuje sa, keď je adhézna sila medzi molekulami kvapaliny a tuhej látky väčšia ako intermolekulárna kohézna sila čistej kvapaliny.

6- Kapilár

Adhézna sila je zodpovedná za vzrast a pokles tekutín pri fyzickej interakcii s pevnou látkou. Tento kapilárny účinok sa môže prejaviť v pevných stenách nádob, pretože tekutina má tendenciu vytvárať krivku nazývanú meniskus.

Väčšia adhézna sila a menšia kohézna sila, meniskus je konkávny a inak je meniskus konvexný. Voda bude vždy zakrivená smerom hore, keď sa dotýka steny a ortuť bude zakrivená smerom dole; správanie, ktoré je v tomto materiáli takmer jedinečné.

Táto vlastnosť vysvetľuje, prečo veľa tekutín vzniká pri interakcii s veľmi úzkymi dutými predmetmi, ako sú slamky alebo trubice. Čím užší je priemer valca, sila adhézie na jeho steny spôsobí, že tekutina vstúpi do vnútrajška nádoby takmer okamžite, dokonca aj proti gravitačnej sile.

7 - Viskozita

Je to vnútorná sila alebo odolnosť proti deformácii, ktorú ponúka kvapalina, keď tečie voľne. Závisí to hlavne od množstva vnútorných molekúl a od intermolekulárneho spojenia, ktoré ich priťahuje. Uvádza sa, že pomalšie tečúce tekutiny sú viskóznejšie ako ľahšie a rýchlejšie tečúce tekutiny.

Napríklad motorový olej je viskóznejší ako benzín, med je viskóznejší ako voda a javorový sirup je viskóznejší ako rastlinný olej.

Na to, aby kvapalina mohla prúdiť, potrebuje použitie sily; napríklad gravitácia. Je však možné znížiť viskozitu látok pôsobením tepla. Zvýšením teploty sa častice pohybujú rýchlejšie, čo umožňuje ľahšie tečenie tekutiny.

Viac informácií o tekutinách

Rovnako ako v časticiach pevných látok, aj tuhé častice kvapalín podliehajú permanentnej intermolekulárnej príťažlivosti. Avšak v tekutinách je medzi molekulami viac priestoru, čo im umožňuje pohyb a tok bez toho, aby zostali v pevnej polohe.

Táto príťažlivosť udržuje objem kvapaliny konštantný natoľko, že molekuly sú držané pohromade pôsobením gravitácie bez rozptyľovania vo vzduchu ako v prípade plynov, ale nie dosť na to, aby ho udržiavali v definovanom tvare ako v prípade plynov. prípad tuhých látok.

Týmto spôsobom sa tekutina bude snažiť pretekať a kĺzať z vysokých úrovní tak, aby zahŕňala najnižšiu časť nádoby, čím nadobudne tvar nádoby, ale bez zmeny jej objemu. Povrch tekutín je zvyčajne plochý vďaka gravitácii, ktorá tlačí na molekuly.

Všetky vyššie uvedené opisy sú v každodennom živote svedkami zakaždým, keď sú skúmavky, taniere, šálky, banky, fľaše, vázy, akvária, nádrže, studne, akváriá, potrubné systémy, rieky, jazerá a priehrady naplnené vodou.

Zábavné fakty o vode

Voda je najbežnejšou a najhojnejšou tekutinou na Zemi a je jednou z mála látok, ktoré sa nachádzajú v ktoromkoľvek z troch stavov: tuhá látka vo forme ľadu, jej normálny tekutý stav a plynná vo forme pary. voda.

• Je to nekovová kvapalina s najvyššou súdržnou silou.
• Je to bežná tekutina s najvyšším povrchovým napätím okrem ortuti.
• Väčšina tuhých látok expanduje, keď sa topia. Voda zamrzne.
• Mnoho tuhých látok je hustejších ako ich zodpovedajúce kvapalné stavy. Ľad je menej hustý ako voda, preto pláva.
• Je to vynikajúce rozpúšťadlo. Nazýva sa to univerzálne rozpúšťadlo

Referencie

1. Mary Bagley (2014). Vlastnosti látky: Kvapaliny. Live Science. Získané z livescience.com.
2. Satya Shetty. Aké sú vlastnosti kvapaliny? Zachovať články. Obnovené z adresy Consearticles.com.
3. Univerzita v Waterloo. Kvapalný štát. Domovská stránka CAcT. Fakulta vedy. Získané z uwaterloo.ca.
4. Michael Blaber (1996). Vlastnosti kvapalín: Viskozita a povrchové napätie - medzimolekulové sily. Štátna univerzita na Floride - odbor biomedicínskych vied. Získané z mikeblaber.org.
5. Skupiny divízie chemickej výchovy. Majetky tekutín. Web pre výskum spoločnosti Bodner. Purdue University - College of Science. Získané z chemed.chem.purdue.edu.
6. Základy tekutín. Štúdiá Andrewa Radera. Získané z chem4kids.com.
7. Vlastnosti kvapalín. Katedra chémie a biochémie. Štátna univerzita na Floride v Tallahassee. Získané z chem.fsu.edu.
8. Encyklopédia príkladov (2017). Príklady tuhých látok, kvapalín a plynov. Získané z príkladov.co.