Sedm charakteristik nejdůležitějších kapalin

3885
Robert Johnston
Sedm charakteristik nejdůležitějších kapalin

The vlastnosti kapalin slouží k definování molekulární struktury a fyzikálních vlastností jednoho ze stavů hmoty.

Nejvíce studované jsou stlačitelnost, povrchové napětí, soudržnost, adheze, viskozita, bod tuhnutí a odpařování..

Kapalina je jedním ze tří stavů agregace hmoty, další dva jsou pevné a plynné. Existuje čtvrtý stav hmoty, plazma, ale vyskytuje se pouze za podmínek extrémního tlaku a teplot..

Pevné látky jsou látky, které si zachovávají svůj tvar a lze je snadno identifikovat jako objekty. Plyny jsou látky, které se vznášejí ve vzduchu a jsou v něm rozptýleny, ale mohou být zachyceny v nádobách, jako jsou bubliny a balónky..

Kapaliny jsou uprostřed pevných a plynných skupin. Obecně platí, že při vyvíjení změn teploty a / nebo tlaku je možné provést průchod kapaliny do jednoho z ostatních dvou stavů.

Na naší planetě je velké množství kapalných látek. Patří sem olejové kapaliny, organické a anorganické kapaliny, plasty a kovy, jako je rtuť. Pokud máte různé typy molekul různých materiálů rozpuštěných v kapalině, nazývá se to roztok, jako je med, tělní tekutiny, alkohol a fyziologický roztok..

Hlavní charakteristiky kapalného skupenství

1- Stlačitelnost

Omezený prostor mezi jeho částicemi činí z kapalin téměř nestlačitelnou látku. To znamená, že lisování pro vynucení určitého množství kapaliny ve velmi malém prostoru pro její objem je velmi obtížné.

Mnoho otřesů automobilů nebo velkých nákladních vozidel používá v uzavřených trubkách stlačené kapaliny, jako jsou oleje. To pomáhá absorbovat a potlačovat neustálý ruch, který trať působí na kola, přičemž se snaží o co nejmenší přenos pohybu na konstrukci vozidla..

2 - Změny stavu

Vystavení kapalině vysokým teplotám by způsobilo její odpařování. Tento kritický bod se nazývá bod varu a liší se v závislosti na látce. Teplo zvyšuje separaci mezi molekulami kapaliny, dokud se nerozdělí dostatečně na to, aby se rozptýlily jako plyn.

Příklady: voda se odpařuje při 100 ° C, mléko při 100,17 ° C, alkohol při 78 ° C a rtuť při 357 ° C.

V opačném případě by vystavení kapaliny velmi nízkým teplotám způsobilo její tuhnutí. Tento bod se nazývá bod tuhnutí a bude také záviset na hustotě každé látky. Chlad zpomaluje pohyb atomů a zvyšuje jejich mezimolekulární přitažlivost natolik, aby ztuhly do pevného stavu..

Příklady: voda zamrzá při 0 ° C, mléko mezi -0,513 ° C a -0,565 ° C, alkohol při -114 ° C a rtuť přibližně při -39 ° C.

Je třeba poznamenat, že snížení teploty plynu, dokud se nestane kapalinou, se nazývá kondenzace a dostatečným zahřátím pevné látky by se mohlo roztavit nebo roztavit do kapalného stavu. Tento proces se nazývá fúze. Koloběh vody dokonale vysvětluje všechny tyto procesy změn stavu.

3 - Soudržnost

Jde o tendenci stejného typu částic přitahovat se navzájem. Tato mezimolekulární přitažlivost v kapalinách jim umožňuje pohybovat se a proudit a zůstat spolu, dokud nenajdou způsob, jak tuto atraktivní sílu maximalizovat..

Soudržnost doslovně znamená „akce soudržnosti“. Pod povrchem kapaliny je kohezní síla mezi molekulami stejná ve všech směrech. Na povrchu však molekuly mají tuto přitažlivou sílu pouze do stran a zejména do vnitřku těla kapaliny..

Tato vlastnost je zodpovědná za to, že kapaliny tvoří koule, což je tvar, který má nejmenší povrch, aby maximalizoval mezimolekulární přitažlivost..

Za podmínek nulové gravitace by kapalina stále plovala ve kouli, ale když je koule přitahována gravitací, vytvářejí známý tvar kapky ve snaze zůstat přilepená k sobě..

Účinek této vlastnosti lze ocenit kapkami na rovných površích; jeho částice nejsou dispergovány silou soudržnosti. Také v uzavřených kohoutcích s pomalými kapkami; mezimolekulární přitažlivost je drží pohromadě, dokud se nestanou velmi těžkými, to znamená, že když váha přesáhne soudržnou sílu kapaliny, jednoduše spadne.

4 - Povrchové napětí

Kohezní síla na povrchu je zodpovědná za vytvoření tenké vrstvy částic, které jsou mnohem více přitahovány k sobě navzájem než k různým částicím kolem nich, jako je vzduch..

Molekuly kapaliny se vždy budou snažit minimalizovat povrchovou plochu přitahováním směrem dovnitř, což vyvolá pocit ochranné pokožky..

Dokud nebude tato přitažlivost narušena, může být povrch neuvěřitelně silný. Toto povrchové napětí umožňuje v případě vody určitému hmyzu sklouznout a zůstat na kapalině bez potopení.

Je možné držet ploché pevné předměty na kapalině, pokud se snažíte co nejméně narušit přitažlivost povrchových molekul. Toho je dosaženo rozložením hmotnosti na délku a šířku objektu tak, aby nedošlo k překročení kohezní síly.

Kohezní síla a povrchové napětí se liší v závislosti na typu kapaliny a její hustotě..

5 - Přistoupení

Je to síla přitažlivosti mezi různými typy částic; jak název napovídá, doslovně znamená „dodržování“. V tomto případě je obvykle přítomen na stěnách kontejnerů na kapalné nádoby a v oblastech, kde proudí..

Tato vlastnost je zodpovědná za kapaliny smáčející pevné látky. Nastává, když je adhezní síla mezi molekulami kapaliny a pevné látky větší než mezimolekulární kohezní síla čisté kapaliny.

6- Kapilarita

Adhezní síla je zodpovědná za vzestup nebo pokles kapalin při fyzické interakci s pevnou látkou. Tento kapilární účinek lze prokázat na pevných stěnách nádob, protože kapalina má tendenci vytvářet křivku zvanou meniskus..

Větší adhezní síla a menší kohezní síla, meniskus je konkávní a jinak je meniskus konvexní. Voda se vždy zakřiví nahoru, kde se dotkne stěny, a rtuť se zakřiví dolů; chování, které je v tomto materiálu téměř jedinečné.

Tato vlastnost vysvětluje, proč mnoho kapalin stoupá při interakci s velmi úzkými dutými předměty, jako jsou slámy nebo tuby. Čím menší je průměr válce, síla adheze k jeho stěnám způsobí, že kapalina vstoupí do vnitřku nádoby téměř okamžitě, a to i proti gravitační síle..

7- Viskozita

Je to vnitřní síla nebo odpor proti deformaci, kterou kapalina nabízí, když volně proudí. Závisí to hlavně na hmotnosti vnitřních molekul a mezimolekulárním spojení, které je přitahuje. Pomalu tekoucí kapaliny jsou považovány za viskóznější než snadněji a rychleji tekoucí kapaliny.

Například: motorový olej je viskóznější než benzín, med je viskóznější než voda a javorový sirup je viskóznější než rostlinný olej..

Aby kapalina mohla proudit, potřebuje použití síly; například gravitace. Je však možné snížit viskozitu látek působením tepla. Zvýšení teploty způsobí, že se částice pohybují rychleji, což umožňuje snadnější tok kapaliny.

Další fakta o kapalinách

Stejně jako v částicích pevných látek jsou částice kapalin vystaveny trvalé mezimolekulární přitažlivosti. Avšak v kapalinách je mezi molekulami více prostoru, což jim umožňuje pohybovat se a proudit, aniž by zůstali ve pevné poloze..

Tato přitažlivost udržuje konstantní objem kapaliny natolik, že molekuly jsou drženy pohromadě působením gravitace, aniž by se rozptýlily ve vzduchu jako v případě plynů, ale ne natolik, aby ji udržovaly v definovaném tvaru jako v případě plyny, případ pevných látek.

Tímto způsobem se kapalina bude snažit proudit a klouzat z vysokých úrovní tak, aby obklopovala nejnižší část nádoby, čímž získá svůj tvar, ale beze změny svého objemu. Povrch kapalin je obvykle plochý díky gravitaci, která tlačí na molekuly.

Všechny tyto výše uvedené popisy jsou v každodenním životě svědkem pokaždé, když jsou zkumavky, talíře, šálky, baňky, lahve, vázy, akvária, nádrže, studny, akvária, potrubní systémy, řeky, jezera a přehrady naplněny vodou..

Zábavná fakta o vodě

Voda je nejběžnější a nejhojnější kapalina na Zemi a je jednou z mála látek, které lze nalézt v kterémkoli ze tří stavů: pevná látka ve formě ledu, její normální kapalný stav a plynná ve formě páry Voda.

  • Je to nekovová kapalina s nejvyšší kohezní silou.
  • Je to běžná kapalina s nejvyšším povrchovým napětím s výjimkou rtuti.
  • Většina pevných látek expanduje, když se roztaví. Voda se při zmrazování rozpíná.
  • Mnoho pevných látek je hustších než jejich odpovídající kapalné stavy. Led je méně hustý než voda, a proto plave.
  • Je to vynikající rozpouštědlo. Říká se tomu univerzální rozpouštědlo

Reference

  1. Mary Bagley (2014). Vlastnosti hmoty: Kapaliny. Živá věda. Obnoveno z livescience.com.
  2. Satya Shetty. Jaké jsou vlastnosti kapaliny? Zachovat články. Obnoveno z preservearticles.com.
  3. University of Waterloo. Tekutý stav. CAcT HomePage. Přírodovědecká fakulta. Obnoveno z uwaterloo.ca.
  4. Michael Blaber (1996). Vlastnosti kapalin: Viskozita a povrchové napětí - mezimolekulární síly. Florida State Universit - Katedra biomedicínských věd. Obnoveno z mikeblaber.org.
  5. Skupiny divize chemické výchovy. Proerties of Liquids. Bodnerův výzkumný web. Purdue University - College of Science. Obnoveno z chemed.chem.purdue.edu.
  6. Tekuté základy. Studia Andrewa Radera. Obnoveno z chem4kids.com.
  7. Vlastnosti kapalin. Ústav chemie a biochemie. Florida State University, Tallahassee. Obnoveno z chem.fsu.edu.
  8. Encyklopedie příkladů (2017). Příklady pevných, kapalných a plynných látek. Obnoveno z examples.co.

Zatím žádné komentáře