FormationVideregående uddannelse og skoler

Flydende stoffer og deres egenskaber. Flydende tilstand af stof

I hverdagen bliver vi konstant konfronteret med tre tilstandsmaterialer - flydende, gasformige og solide. Om hvilke faste organer og gasser er der en ret klar ide. Gas er en samling af molekyler, som bevæger sig tilfældigt i alle retninger. Alle molekyler af en solid krop bevarer deres fælles arrangement. De gør kun mindre udsving.

Egenskaber af flydende stof

Og hvad er flydende stoffer? Deres hovedtræk er, at de optager en mellemstilling mellem krystaller og gasser, de kombinerer visse egenskaber ved disse to tilstande. For væsker, såvel som for faste (krystallinske) kroppe er tilstedeværelsen af volumen for eksempel iboende. Imidlertid er flydende stoffer, som gasser, formet af det fartøj, hvori de er placeret. Mange af os mener, at de ikke har deres egen form. Dette er dog ikke tilfældet. Den naturlige form af enhver væske er en kugle. Tyngdekraft forhindrer sædvanligvis det fra at tage denne form, så væsken enten har form af et fartøj eller spredes over overfladen i et tyndt lag.

Med hensyn til dets egenskaber er stoffets væsketilstand særlig vanskelig, hvilket skyldes dets mellemliggende position. Det begyndte at blive studeret siden Archimedes tid (2200 år siden). En analyse af, hvordan molekyler af et flydende stof opfører sig, er dog stadig et af de vanskeligste områder inden for anvendt videnskab. Der er stadig ingen universelt anerkendt og fuldstændig teori om væsker. Men vi kan ganske vist sige noget om deres adfærd.

Opførsel af molekyler i en væske

En væske er noget, der kan strømme. Kort rækkefølgen rækkefølge er observeret i arrangementet af sine partikler. Det betyder, at placeringen af naboerne tættest på den, med hensyn til enhver partikel, er bestilt. Men da den bevæger sig væk fra andre, bliver dens holdning til dem i stigende grad mindre ordnet, og så forsvinder ordren helt og holdent. Flydende stoffer består af molekyler, som bevæger sig meget mere frit end i faste stoffer (og i gasser - endnu mere frit). Inden for en vis tid springer hver af dem fra den ene side til den anden og bevæger sig ikke væk fra sine naboer. Imidlertid bryder væskemolekylet ud af miljøet fra tid til anden. Hun falder ind i en ny, flytter til et andet sted. Her igen for en vis tid udfører hun lignende bevægelsesudsving.

Y. I. Frenkels bidrag til undersøgelsen af væsker

I. I. I. Frenkel, en sovjetforsker, har stor fortjeneste i at udvikle en hel række problemer på et emne som flydende stoffer. Kemi har gjort store fremskridt takket være sine opdagelser. Han mente, at i væsker har termisk bevægelse følgende karakter. Inden for en vis tid svinger hver molekyle rundt om ligevægtspositionen. Men det ændrer sin plads fra tid til anden og bevæger sig pludseligt til en ny position, som adskilles fra den foregående med en afstand, som er omtrent selve molekylets størrelse. Med andre ord flytter molekyler inde i væsken, men langsomt. En del af tiden forbliver i nærheden af visse steder. Følgelig er deres bevægelse noget som en blanding af bevægelser i gassen og i de faste legemsbevægelser. Oscillationer på et sted efter et stykke tid erstattes af en gratis overgang fra sted til sted.

Tryk i en væske

Visse egenskaber af flydende materiale er kendt for os gennem konstant interaktion med dem. Så fra dagligdagserfaringen ved vi, at det virker på overfladen af faste stoffer, der kommer i kontakt med det, med kendte kræfter. De kaldes væsketrykskræfterne.

For eksempel ved at åbne trykhullet med din finger og med vand, føler vi, hvordan det trykker på fingeren. En svømmer, der dykkede til stor dybde og ikke ved et uheld oplever smerter i ørerne. Det forklares af, at trykkræfter virker på trommehinden. Vand er et flydende stof, så det har alle sine egenskaber. For at måle vandtemperaturen til havdybde bør meget stærke termometre bruges til at forhindre dem i at knuse væskens tryk.

Dette tryk skyldes kompression, det vil sige en ændring i volumenet af væsken. Den har elasticitet med hensyn til denne ændring. Pressens kræfter - dette er elasticitetsstyrken. Hvis væsken virker på de kroppe, der er i kontakt med den, bliver den derfor komprimeret. Da tætheden af materiale under kompression stiger, kan det antages, at fluida med hensyn til densitetsændring har elasticitet.

fordampning

Fortsat at overveje egenskaberne af flydende materiale fortsætter vi til fordampning. Nær overfladen af det og også direkte i overfladelaget er der kræfter, der sikrer selve laget af dette. De tillader ikke molekylerne i det at forlade volumenet af væske. Men nogle af dem udvikler temmelig høje hastigheder takket være termisk bevægelse, hvormed det bliver muligt at overvinde disse kræfter og forlade væsken. Vi kalder dette fænomen fordampning. Det kan observeres ved enhver lufttemperatur, men med sin stigning øges fordampningshastigheden.

kondens

Hvis de molekyler, der forlod væsken, fjernes fra rummet i nærheden af overfladen, fordampes det hele til sidst. Hvis de molekyler, der forlader det, ikke fjernes, danner de damp. Faldende i området nær væskens overflade trækkes dampmolekylerne ind i det ved tiltrædelseskræfterne. Denne proces kaldes kondensering.

Hvis molekylerne ikke fjernes, falder derfor fordampningshastigheden med tiden. Hvis damptætheden stiger yderligere, opnås en situation, hvor antallet af molekyler, der forlader væsken i en bestemt tid, vil svare til antallet af molekyler, der vender tilbage til det på samme tid. Så der er en tilstand af dynamisk ligevægt. Dampen i det kaldes mættet. Trykket og densiteten øges med stigende temperatur. Jo højere det er, desto mere molekylære af væsken har tilstrækkelig energi til fordampning, og jo mere tæt skal dampen have for at kondensering kan udligne ved fordampning.

kogning

Når der opnås en temperatur under opvarmning af flydende stoffer, hvor den mættede damp har det samme tryk som det ydre medium, etableres en ligevægt mellem den mættede damp og væsken. Hvis væsken oplyser en yderligere mængde varme, bliver den tilsvarende væskemasse straks til damp. Denne proces kaldes kogende.

Kogning er en intens fordampning af væsken. Det forekommer ikke kun fra overfladen, men vedrører hele sin lydstyrke. Inden i væsken vises bobler af damp. For at omdanne til damp fra en væske skal molekyler erhverve energi. Det er nødvendigt for at overvinde attraktionskræfterne, hvorved de bevares i væsken.

Kogepunkt

Kogepunktet er det, hvor to tryk er observeret - eksterne og mættede dampe. Det øges med stigende tryk og falder, når det falder. Fordi trykket i væsken ændres med kolonnens højde, forekommer der kogning i det på forskellige niveauer ved forskellige temperaturer. Kun mættet damp, som er over væskens overflade under kogning, har en vis temperatur. Det bestemmes kun af eksternt pres. Det er det, vi mener, når vi taler om kogepunktet. Det adskiller sig i forskellige væsker, som i vid udstrækning anvendes til ingeniørarbejde, især ved destillation af olieprodukter.

Den fordampede latente varme er den mængde varme, der er nødvendig for at omdanne en isotermisk defineret mængde væske til damp, hvis det ydre tryk er det samme som det mættede damptryk.

Egenskaber for flydende film

Vi ved alle, hvordan man får et skum ved at opløse sæbe i vand. Dette er ikke mere end mange bobler, der er begrænset af en tynd film bestående af væske. Imidlertid kan en separat film også opnås fra den skumdannende væske. Dens egenskaber er meget interessante. Disse film kan være meget tynde: deres tykkelse i de tyndere dele overstiger ikke en tusindedel af en millimeter. Imidlertid er de nogle gange meget stabile, trods dette. Sæbefilmen kan udsættes for deformation og strækning, en vandstråle kan passere gennem den uden at ødelægge den. Hvordan man forklarer denne stabilitet? For at filmen skal vises, er det nødvendigt at tilføje til de rene flydende stoffer, der opløses i det. Men ikke nogen, men sådan reducerer overfladespændingen signifikant.

Flydende film i naturen og teknologi

I teknologi og natur mødes vi primært ikke med individuelle film, men med skum, hvilket er deres totalitet. Det kan ofte observeres i vandløb, hvor små trickles falder i roligt vand. Vands evne til skum i denne sag er relateret til tilstedeværelsen i det af et organisk stof, der ekstraheres fra planternes rødder. Dette er et eksempel på, hvordan naturlige flydende stoffer skum. Men hvad med teknologi? Brug f.eks. Specielle materialer, der har en cellulær struktur, der ligner skum. De er lette, billige, stærke nok, dårligt udføre lyde og varme. For at opnå dem i særlige opløsninger tilsættes skummemidler.

konklusion

Så lærte vi, hvilke stoffer der tilhørte væsken, fandt ud af, at væsken er en mellemliggende tilstand af stof mellem gasformigt og faststof. Derfor har det egenskaber, der er karakteristiske for begge. Flydende krystaller, som nu er meget udbredt inden for teknik og industri (for eksempel flydende krystaller) er et glimrende eksempel på denne tilstand af materie. De kombinerer egenskaberne af faste stoffer og væsker. Det er svært at forestille sig, hvilken slags stoffer flydende videnskab vil opfinde i fremtiden. Det er imidlertid klart, at der i denne tilstand af materiel er et stort potentiale, som kan bruges til gavn for menneskeheden.

Særlig interesse i hensynet til fysisk-kemiske processer, der forekommer i flydende tilstand, skyldes, at personen selv er 90% vand, hvilket er den mest rigelige væske på jorden. Det er i det, at alle vitale processer forekommer både i planten og i dyreriget. Derfor er det for os alle vigtigt at studere stoffets væskeform.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 atomiyme.com. Theme powered by WordPress.