I hverdagen bliver vi konstant konfronteret medtre tilstande af stof - flydende, gasformig og fast. Vi har en ret klar idé om, hvad faste stoffer og gasser er. Gas er en samling af molekyler, der bevæger sig tilfældigt i alle retninger. Alle molekyler af et fast stof bevarer deres relative position. De laver kun mindre udsving.
Funktioner af et flydende stof
Og hvad er flydende stoffer?Deres hovedtræk er, at de, som indtager en mellemposition mellem krystaller og gasser, kombinerer visse egenskaber ved disse to tilstande. For eksempel for væsker såvel som for faste (krystallinske) legemer er tilstedeværelsen af volumen iboende. Men på samme tid tager flydende stoffer, som gasser, form af en beholder, hvori de er placeret. Mange af os tror, at de ikke har deres egen form. Det er det dog ikke. Den naturlige form for enhver væske er en bold. Tyngdekraften forhindrer den normalt i at antage denne form, så væsken enten tager form af et kar eller spreder sig over overfladen i et tyndt lag.
Ifølge dens egenskaber, den flydende tilstand af stofden er især vanskelig på grund af dens mellemstilling. Det begyndte at blive studeret siden Arkimedes tid (2200 år siden). At analysere, hvordan flydende molekyler opfører sig, er dog stadig et af de vanskeligste områder inden for anvendt videnskab. Der er stadig ingen generelt accepteret og fuldstændig komplet teori om væsker. Vi kan dog sige noget om deres adfærd ganske bestemt.
Opførsel af molekyler i en væske
Væske er noget, der kan flyde.Kortrækkefølgen observeres i arrangementet af dens partikler. Det betyder, at arrangementet af de nærmeste naboer i forhold til enhver partikel er bestilt. Men efterhånden som hun bevæger sig væk fra andre, bliver hendes position i forhold til dem mindre og mindre ordnet, og så forsvinder ordenen helt. Væsker er opbygget af molekyler, der bevæger sig meget mere frit end i faste stoffer (og endnu friere i gasser). I en vis tid skynder hver af dem i én retning, så i en anden, uden at bevæge sig væk fra deres naboer. Et molekyle af en væske undslipper dog fra tid til anden fra omgivelserne. Hun befinder sig i et nyt, flytte til et andet sted. Her laver den igen i en vis periode oscillerende bevægelser.
Ya. I. Frenkels bidrag til studiet af væsker
MIG OG.Frenkel, en sovjetisk videnskabsmand, er krediteret med udviklingen af en række problemer om et emne som flydende stoffer. Kemien har gjort store fremskridt på grund af hans opdagelser. Han mente, at termisk bevægelse i væsker har følgende karakter. I en vis tid vibrerer hvert molekyle omkring en ligevægtsposition. Det skifter dog fra tid til anden plads og flytter sig brat til en ny position, som er i en afstand fra den forrige, der er omtrent på størrelse med dette molekyle selv. Med andre ord bevæger molekyler sig inde i en væske, men langsomt. En del af tiden opholder de sig i nærheden af bestemte steder. Følgelig er deres bevægelse noget som en blanding af bevægelser udført i en gas og i et fast stof. Svingninger ét sted efter et stykke tid afløses af en fri overgang fra sted til sted.
Væsketryk
Vi kender nogle af egenskaberne ved et flydende stof.takket være konstant interaktion med dem. Så fra hverdagens erfaringer ved vi, at det virker på overfladen af faste stoffer, der kommer i kontakt med det, med visse kræfter. De kaldes væsketrykkræfter.
For eksempel at åbne hanehulletbanke med en finger og tænde for vandet, vi mærker hvordan det trykker på fingeren. Og det er ikke tilfældigt, at en svømmer, der dykker til store dybder, oplever smerter i ørerne. Det forklares med, at trykkræfter virker på ørets trommehinde. Vand er et flydende stof, så det har alle dets egenskaber. For at måle temperaturen på vandet i havdybden bør der bruges meget stærke termometre, så de ikke kan knuses af væskens tryk.
Dette tryk skyldes kompression, dvs.en ændring i væskevolumen. Hun besidder elasticitet i forhold til denne forandring. Trykkræfterne er elasticitetskræfterne. Derfor, hvis en væske virker på kroppe i kontakt med den, betyder det, at den er komprimeret. Da massefylden af et stof stiger under kompression, kan det antages, at væsker har elasticitet med hensyn til ændringer i densitet.
Fordampning
Fortsætter med at overveje væskens egenskaberstoffer, går vi videre til fordampning. Nær dens overflade, såvel som direkte i overfladelaget, er der kræfter, der sikrer selve eksistensen af dette lag. De tillader ikke molekylerne i det at forlade væskens volumen. Men nogle af dem udvikler på grund af termisk bevægelse ret høje hastigheder, ved hjælp af hvilke det bliver muligt at overvinde disse kræfter og forlade væsken. Vi kalder dette fænomen fordampning. Det kan observeres ved enhver lufttemperatur, men med dens stigning øges fordampningshastigheden.
Kondensation
Hvis de molekyler, der har forladt væsken, fjernes frarum placeret nær dens overflade, så fordamper det hele til sidst. Hvis de molekyler, der har forladt det, ikke fjernes, danner de en damp. Dampmolekyler fanget i et område nær væskens overflade trækkes ind i det af tiltrækningskræfterne. Denne proces kaldes kondensation.
Derfor, hvis molekylerne ikke fjernes, medfordampningshastigheden aftager med tiden. Hvis damptætheden øges yderligere, opnås en situation, hvor antallet af molekyler, der forlader væsken i en vis tid, vil være lig med antallet af molekyler, der vender tilbage til den i løbet af samme tid. Sådan opstår en tilstand af dynamisk ligevægt. Dampen i den kaldes mættet. Dens tryk og tæthed stiger med stigende temperatur. Jo højere den er, jo større er antallet af væskemolekyler, der har tilstrækkelig energi til fordampning, og jo højere skal damptætheden være, for at kondenseringen er lig med fordampningen.
Kogende
Når man er i gang med at opvarme flydende stoffernår en temperatur, hvor mættede dampe har samme tryk som det ydre miljø, etableres en ligevægt mellem mættet damp og væske. Hvis væsken afgiver en ekstra mængde varme, omdannes den tilsvarende væskemasse straks til damp. Denne proces kaldes kogning.
Kogning er intens fordampningvæsker. Det forekommer ikke kun fra overfladen, men vedrører hele dets volumen. Der opstår dampbobler inde i væsken. For at omdannes til damp fra en væske skal molekylerne tilegne sig energi. Det er nødvendigt for at overvinde tiltrækningskræfterne, takket være hvilke de holdes i væsken.
Kogetemperatur
Kogepunktet er det, hvorder er en lighed mellem to tryk - eksterne og mættede dampe. Det stiger med stigende tryk og falder med faldende tryk. På grund af det faktum, at trykket i væsken ændres med højden af kolonnen, sker kogningen i den på forskellige niveauer ved forskellige temperaturer. Kun mættet damp, der er over væskens overflade under kogningsprocessen, har en vis temperatur. Det bestemmes kun af ydre tryk. Det er det, vi mener, når vi taler om kogepunktet. Det adskiller sig i forskellige væsker, som er meget udbredt i teknologi, især ved destillation af olieprodukter.
Latent fordampningsvarme er mængdenvarme, der kræves for at omdanne en isotermisk defineret mængde væske til damp, hvis det eksterne tryk er det samme som det mættede damptryk.
Egenskaber af flydende film
Vi ved alle, hvordan man får skum,at opløse sæbe i vand. Dette er intet andet end et væld af bobler, som er begrænset af den tyndeste film bestående af væske. Der kan dog også opnås en separat film fra den skumagtige væske. Dens egenskaber er meget interessante. Disse film kan være meget tynde: deres tykkelse i de tyndeste dele overstiger ikke en hundrede tusindedel af en millimeter. De er dog nogle gange meget stabile på trods af dette. Sæbefilmen kan deformeres og strækkes, og en vandstrøm kan passere igennem den uden at ødelægge den. Hvordan kan en sådan stabilitet forklares? For at en film skal vises, er det nødvendigt at tilføje stoffer, der opløses i den, til den rene væske. Men ikke nogen, men dem der sænker overfladespændingen markant.
Flydende film i natur og teknologi
I teknologi og natur møder vi det vigtigsteikke med individuelle film, men med skum, som er en kombination af dem. Det kan ofte ses i vandløb, hvor små vandløb falder ned i stille vand. Vandets evne til at skumme i dette tilfælde er forbundet med tilstedeværelsen af organisk materiale i det, som udskilles af planternes rødder. Dette er et eksempel på, hvordan naturlige væsker skummer. Men hvad med teknologien? Under konstruktionen anvendes for eksempel specielle materialer, der har en cellulær struktur, der ligner skum. De er lette, billige, stærke nok, leder dårligt lyde og varme. For at opnå dem tilsættes stoffer, der fremmer skumdannelse, til specielle opløsninger.
konklusion
Så vi fandt ud af, hvilke stoffer der tilhørerflydende fandt de ud af, at væske er en mellemtilstand af stof mellem gasformigt og fast stof. Derfor har den egenskaber, der er karakteristiske for begge. Flydende krystaller, der er meget udbredt i teknologi og industri i dag (f.eks. flydende krystaller) er et glimrende eksempel på denne tilstand af stof. De kombinerer egenskaberne af faste stoffer og væsker. Det er svært at forestille sig, hvilke flydende stoffer der vil blive opfundet af videnskaben i fremtiden. Det er dog klart, at der i denne materietilstand er et stort potentiale, som kan bruges til gavn for menneskeheden.
Særlig interesse i overvejelserne om fysisk-kemiskeprocesser, der sker i flydende tilstand, skyldes, at en person selv består af 90 % af vand, som er den mest almindelige væske på Jorden. Det er i den, at alle vitale processer finder sted i både plante- og dyreverdenen. Derfor er det vigtigt for os alle at studere stoffets flydende tilstand.
