Sıvıların özellikleri. Sıvının temel fiziksel özellikleri

Bir insanı çevreleyen her şeyin kendisi de dahil olmak üzere, maddeden oluşan bir beden olduğu bilinmektedir. Bunlar da, atomların sonuncusu olan moleküllerden oluşur ve daha küçük yapılardan oluşurlar. Bununla birlikte çevreleyen çeşitlilik o kadar fazladır ki, bir çeşit topluluğu bile hayal etmek zordur. Öyleyse öyle. Bağlantılar milyonlarca sayılır, her biri özellikleri, yapısı ve rolü bakımından eşsizdir. Toplamda, birkaç maddenin faz durumu ayırt edilir; bu sayede tüm maddeler birbiriyle ilişkilendirilebilir.

Maddelerin toplu halleri

Bileşiklerin agrega halinin dört varyantını belirtebiliriz.

1. Gazze.
2. Katı maddeler.
3. Sıvı.
4. Plazma - çok nadiren iyonize olmuş gazlar.

Bu makalede, sıvıların özelliklerini, yapılarının özelliklerini ve özelliklerin olası parametrelerini inceleyeceğiz.

Sıvı cisimlerin sınıflandırılması

Bu bölüm, sıvıların özelliklerine, yapılarına ve kimyasal yapısına ve ayrıca bileşiğin oluşturucu bileşikleri arasındaki etkileşim türlerine dayanmaktadır.

1. Atomlardan oluşan bu sıvılar, van der Waals kuvvetleri tarafından bir araya getirilir. Örnekler sıvı gazlardır (argon, metan ve diğerleri).
2. İki özdeş atomdan oluşan bu tür maddeler. Örnekler: Sıvılaştırılmış formdaki gazlar - hidrojen, azot, oksijen ve diğerleri.
3. Sıvı metaller civadır.
4. Kovalent polar bağlarla bağlanmış elementlerden oluşan maddeler. Örnekler: hidroklorik asit, iyot hidrojen, hidrojen sülfit ve diğerleri.
5. Hidrojen bağlarının bulunduğu bileşikler. Örnekler: su, alkoller, çözeltideki amonyak.

Sıvı kristaller, Newtonlu olmayan sıvılar gibi özel özelliklere sahip özel yapılar da vardır.

Şimdi, diğer bütün agrega devletlerden ayıran bir sıvının temel özelliklerini göz önüne alacağız. Öncelikle, bunlar genellikle fiziksel olarak adlandırılanlardır.

Sıvıların özellikleri: şekil ve hacim

Toplam olarak, dikkate alınan maddelerin ne olduğunu ve değerlerinin neler olduğunu tanımlamamızı sağlayan yaklaşık 15 özellik ayırt edilebilir.

Bu toplam durumdan söz ederken akla gelen bir sıvının ilk fiziksel özellikleri şekil değiştirme ve belirli bir hacmi işgal etme kabiliyetidir. Örneğin, eğer sıvı maddeler biçiminden söz edersek, genellikle yokluğunda kabul edilir. Ancak, durum böyle değil.

Bilinen tüm yerçekiminin etkisi altında , damlacıklar bir şekilde deformasyona uğrarlar, bu nedenle şekilleri bozulur ve belirsizleşir. Bununla birlikte, yerçekiminin etkili olmadığı veya çok sınırlı olduğu koşullarda bir damla koyarsanız, topun ideal şeklini alacaktır. Böylece, görevi yerine getirirken: "Sıvıların özelliklerini adlandırın", kendini fizikte yeterince iyi gören bir kişi bu gerçeği belirtmelidir.

Hacim gelince, burada gazların ve sıvıların genel özelliklerini not etmek gereklidir. Her ikisi de buluntuğu alanın hacmini yalnızca gemi duvarlarına sımsıkı tutarak kaplarlar.

viskozite

Sıvının fiziksel özellikleri çok çeşitlidir. Ancak benzersiz olan viskozite gibi. Nedir ve neyin kararı var? Söz konusu değerin bağlı olduğu ana parametreler şunlardır:

• Kayma gerilmesi;
• Hız eğimi.

Bu miktarların bağımlılığı doğrusaldır. Daha basit sözcükleri açıklarsak, hacim gibi viskozite, sıvı ve gazların kendileri için olan özellikleridir ve dış etkilerden bağımsız olarak sınırsız hareketi ima eder. Yani, su gemi dışına akarsa, herhangi bir etki (yer çekimi, sürtünme ve diğer parametreler) altında bunu yapmaya devam edecektir.

Bu, daha yüksek bir viskoziteye sahip olan ve zamanla doldurulan hareket deliklerinin arkasında kalabilecek olan Newtonian olmayan sıvıların aksine.

Bu göstergeye neye bağlı olacak?

1. Sıcaklıktan. Sıcaklık arttıkça, bazı sıvıların viskozitesi artarken diğerleri aksine azalır. Spesifik bileşiğe ve kimyasal yapısına bağlıdır.
2. Baskıdan. Artış, viskozite endeksinde bir artışa neden olur.
3. Maddenin kimyasal bileşiminden. Viskozite, saf maddenin örnekindeki yabancı maddeler ve yabancı bileşenlere göre değişir.

Isı kapasitesi

Bu terim, bir maddenin belirli bir ısı miktarını emme yeteneğini kendi sıcaklığını bir derece Celsius artıracak şekilde belirler. Bu gösterge için farklı bağlantılar var. Bazıları daha büyük, biraz daha az ısı kapasitesine sahiptir.

Örneğin, su ısıtma, pişirme ve diğer ihtiyaçlar için yaygın olarak kullanılmasına olanak tanıyan çok iyi bir ısı akümülatörüdür. Genel olarak, ısı kapasitesi her bir sıvı için kesinlikle bireyseltir.

Yüzey gerilimi

Çoğu zaman, "Sıvıların özelliklerini adlandır" görevini almış olan yüzeydeki gerilimi derhal hatırlayın. Sonuçta, fizik, kimya ve biyoloji derslerinde çocuklara tanıtıldı. Ve her denek bu önemli parametreyi kendi tarafında açıklıyor.

Yüzey geriliminin klasik tanımı şu şekildedir: bu faz sınırıdır. Yani, sıvı belirli bir hacmi işgal ettiği zaman, gaz ortamıyla (hava, buhar veya başka bir madde) dış sınırlarla sınırlanır. Böylece, faz ayrımı temas noktasında gerçekleşir.

Bu durumda, moleküller kendilerini mümkün olduğunca çok sayıda parçacık ile kuşatma eğilimi gösterirler ve bu şekilde, sıvıyı bütün olarak sıkıştırmaya yönelirler. Sonuç olarak, yüzey gerilir. Aynı özellik, yerçekiminin yokluğunda sıvı damlacıkların küresel şeklini de açıklayabilir. Sonuçta, bu form molekülün enerjisi açısından idealdir. örnekler:

• Sabun kabarcığı;
• Kaynar su;
• Sıfır yerçekiminde bir damla sıvı.

Bazı böcekler su yüzeyinde yüzey gerilimi nedeniyle "yürümek" için uyarlanmıştır. Örnekler: su topları, su kuşları böcekleri, bazı larvalar.

akış

Sıvıların ve katıların ortak özellikleri vardır. Bunlardan biri akışkanlıktır. Fark, eski için sınırsız olmasıdır. Bu parametrenin özü nedir?

Sıvı cisime harici bir etki yapılırsa, cisim parçalara ayrılır ve birbirlerinden, yani akıştan ayrılır. Bu durumda, her bölüm geminin tüm hacmini tekrar dolduracaktır. Katılar için bu mülk sınırlıdır ve dış koşullara bağlıdır.

Sıcaklığa mukavemet bağımlılığı

Düşündüğümüz maddeleri karakterize eden bu üç parametre için:

• aşırı ısınma;
• soğutulması;
• çıban.

Sıvıların aşırı ısınma ve aşırı soğutma gibi özellikleri sırasıyla kritik kaynama noktası ve donma noktası ile doğrudan ilişkilidir. Aşırı ısınma, sıcaklığa maruz bırakıldığında kritik ısınma eşiğinin eşiğini aşan, ancak dış kaynama belirtileri göstermeyen bir sıvıdır.

Aşırı soğutulmuş sıvı, sırasıyla, düşük sıcaklıkların etkisi altındaki kritik geçiş noktasının eşiğini aşan, ancak katılaşmamış bir sıvıdır.

Birinci ve ikinci davada olduğu gibi, bu tür varlıkların tezahür ettirilmesine ilişkin koşullar vardır.

1. Sistem üzerinde mekanik etkilerin olmaması (hareket, titreşim).
2. Düzensiz sıcaklık, ani atlamalar ve damlalar olmadan.

İlginçtir, yabancı bir nesne aşırı ısınmış bir sıvıya (örneğin su) atılırsa, hemen kaynatılır. Işınımın etkisi altında ısıtma (bir mikrodalga fırında) ile elde edilebilir.

Maddelerin diğer safhalarıyla birlikte varolma

Bu parametre için iki seçenek vardır.

1. Sıvı gazdır. Bu sistemler en yaygın olanıdır, çünkü doğada her yerde bulunurlar. Çünkü suyun buharlaşması doğal çevrimin bir parçasıdır. Bu durumda ortaya çıkan buhar, sıvı su ile aynı anda bulunur. Kapalı bir sistem hakkında konuşursak, buharlaşma olur. Basitçe buhar çok hızlı doymuş hale gelir ve bütün sistem dengeye gelir: sıvı doymuş buhar.
2. Sıvı sağlamdır. Özellikle bu tür sistemlerde bir başka mülkiyet fark edilir: ıslanabilirlik. Su ve katı etkileşimde bulunulduğunda, sonuncusu tamamen ıslanabilir, kısmen su püskürür. Suda hızla ve pratik olarak sınırsız olarak çözünen bileşikler vardır. Ayrıca genellikle bunu yapamayanlar (bazı metaller, elmaslar ve diğerleri) vardır.

Genel olarak, sıvıların diğer agrega devletlerindeki bileşiklerle etkileşim çalışması hidroaeromekanik disipliniyle ilgilidir.

sıkıştırılabilirlik

Sıkıştırılabilirlikten bahsetmediysek sıvının temel özellikleri eksik kalırdı. Tabii ki, bu parametre gaz sistemleri için daha tipiktir. Bununla birlikte, düşündüğümüz olanlar da belirli koşullar altında sıkıştırılabilir.

Ana farklılık sürecin hızı ve onun tek biçimli olmasıdır. Gaz hızlıca ve düşük basınç altında sıkıştırabildiyse, sıvılar düzensiz, yeterince uzun süre ve özel olarak seçilmiş koşullar altında sıkıştırılır.

Sıvıların buharlaşması ve yoğunlaşması

Bunlar sıvının iki özelliği daha vardır. Fizik onları aşağıdaki açıklamaları yapar:

1. Buharlaşma, maddenin sıvı agrega halinden katı halde kademeli olarak geçişini karakterize eden bir işlemdir. Bu, sistem üzerindeki termal etkilerin etkisi altında gerçekleşir. Moleküller hareket ederler ve kristal kafeslerini değiştirerek gaz halindedirler. İşlem, tüm sıvı buhar haline gelene kadar (açık sistemler için) gerçekleşebilir. Veya bir denge kurmak (kapalı kaplar için).
2. Yoğunlaşma , yukarıda belirtilenin aksine bir işlemdir. Burada buhar, sıvının moleküllerine geçer. Bu denge kurulmadan veya komple bir faz geçiş meydana gelmeden önce gerçekleşir. Buhar, sıvıyı ona göre daha fazla parçacık verir.

Doğadaki bu iki işlemin tipik örnekleri - Dünya Okyanusunun yüzeyinden suyun buharlaşması, atmosferin üst katmanlarındaki yoğunlaşması ve ardından yağış biçiminde çökme.

Sıvıların mekanik özellikleri

Bu özellikler, hidromekanik gibi bilimlerin incelenmesine tabidir. Özellikle, bölümü, akışkanlar mekaniği teorisi ve gaz. Söz konusu maddenin toplam durumunu karakterize eden ana mekanik parametreler şunlardır:

• yoğunluk;
• Özgül ağırlık;
• Viskozite.

Sıvı bir vücut yoğunluğuna göre, hacmi bir birim içerisinde bulunan kütlesi anlaşılır. Bu gösterge, farklı bileşikler için değişir. Özel tablolarda listelenen bu gösterge üzerinde önceden hesaplanmış ve deneysel olarak ölçülmüş veriler mevcuttur.

Ağırlık, bir sıvı hacmi biriminin ağırlığı olarak düşünülür. Bu gösterge sıcaklığa bağlıdır (ağırlık arttıkça azalır).

Sıvıların mekanik özelliklerini neden incelemeliyim? Bu bilgi doğada insan vücudunda meydana gelen süreçleri anlamak için önemlidir. Ayrıca teknik araçlar oluştururken farklı ürünler. Sıvı maddeler , gezegenimizdeki en yaygın toplama biçimlerinden biridir.

Newtonlu olmayan akışkanlar ve özellikleri

Gazların, sıvıların, katıların özellikleri, bazı ilgili disiplinlerin yanı sıra fizik derslerinin de bir parçasıdır. Bununla birlikte, geleneksel sıvı maddelere ilaveten, Newtonlu olmayan denilen maddeler de var, bunlar da bu bilimi inceliyorlar. Nedir bunlar ve neden adı almışlar?

Bu gibi bileşiklerin ne olduğunu anlamak için en yaygın günlük örnekleri belirtelim:

• Çocuklar tarafından oynanan "Lizun";
• "El jambonu" veya sakız;
• Sıradan yapı boyası;
• Nişasta çözeltisi vb.

Yani, viskozite hız gradyanına tabi olan sıvılardır. Pozlama ne kadar hızlı olursa, viskozite endeksi o kadar yüksek olur. Bu nedenle, zemin sesi keskin bir darbe ile parçalara bölünebilen tamamen katı bir maddeye dönüşür.

Eğer onu rahat bırakırsanız, birkaç dakika içinde yapışkan bir su birikintisi gibi yayılırsınız. Newtonlu olmayan akışkanlar, sadece teknik amaçlı değil, aynı zamanda kültürel ve evsel olanlarda da bulunan özelliklerinde oldukça benzersizdir.