Eigenschaften von Flüssigkeiten. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit

Es ist bekannt, dass alles, was eine Person umgibt, einschließlichund er selbst sind Körper, die aus Substanzen bestehen. Diese wiederum bestehen aus Molekülen, die letzten aus Atomen und aus noch kleineren Strukturen. Die Vielfalt in der Umgebung ist jedoch so groß, dass man sich kaum eine Art Gemeinschaft vorstellen kann. So ist es. Die Anzahl der Verbindungen liegt in Millionenhöhe. Jede von ihnen ist in ihren Eigenschaften, ihrer Struktur und ihrer Rolle einzigartig. Insgesamt werden mehrere Phasenzustände unterschieden, mit denen alle Substanzen korreliert werden können.

Aggregierte Zustände von Substanzen

Es können vier Varianten des Aggregationszustands von Verbindungen genannt werden.

1. Gase
2. Feststoffe.
3. Flüssigkeiten.
4. Plasma ist ein stark verdünntes ionisiertes Gas.

In diesem Artikel werden die Eigenschaften von Flüssigkeiten, die Merkmale ihrer Struktur und die möglichen Parameter der Eigenschaften betrachtet.

Flüssigkeitsklassifizierung

Grundlage dieser Aufteilung sind die Eigenschaften von Flüssigkeiten, ihre Struktur und chemische Struktur sowie die Art der Wechselwirkungen zwischen den Partikeln, aus denen die Verbindung besteht.

1. Solche Flüssigkeiten, die aus Atomen bestehen, die durch die Kräfte von Van der Waals zusammengehalten werden. Beispiele sind flüssige Gase (Argon, Methan und andere).
2. Solche Substanzen, die aus zwei identischen Atomen bestehen. Beispiele: Gase in verflüssigter Form - Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und andere.
3. Flüssige Metalle sind Quecksilber.
4. Substanzen, die aus Elementen bestehen, die durch kovalente polare Bindungen verbunden sind. Beispiele: Chlorwasserstoff, Jodwasserstoff, Schwefelwasserstoff und andere.
5. Verbindungen, in denen Wasserstoffbrücken vorhanden sind. Beispiele: Wasser, Alkohole, Ammoniak in Lösung.

Es gibt auch spezielle Strukturen - wie Flüssigkristalle, nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, die besondere Eigenschaften haben.

Wir werden die grundlegenden Eigenschaften einer Flüssigkeit betrachten, die sie von allen anderen Aggregatzuständen unterscheiden. Zuallererst sind dies diejenigen, die als physisch bezeichnet werden.

Eigenschaften von Flüssigkeiten: Form und Volumen

Insgesamt lassen sich etwa 15 Merkmale unterscheiden, anhand derer wir beschreiben können, was die betreffenden Stoffe ausmacht und welchen Wert und welche Merkmale sie haben.

Die allerersten physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit,Bei der Erwähnung dieses Aggregationszustands fällt mir die Fähigkeit ein, die Form zu ändern und ein bestimmtes Volumen einzunehmen. Wenn wir zum Beispiel über die Form flüssiger Substanzen sprechen, wird allgemein angenommen, dass sie nicht vorhanden sind. Dies ist jedoch nicht der Fall.

Unter dem Einfluss der bekannten Schwerkraft eines TropfensSubstanzen verformen sich leicht, so dass ihre Form verletzt wird und unbestimmt wird. Wenn Sie jedoch Bedingungen fallen lassen, unter denen die Schwerkraft nicht wirkt oder sehr begrenzt ist, nimmt sie die ideale Form einer Kugel an. Nachdem eine Person die Aufgabe erhalten hat, die Eigenschaften von Flüssigkeiten zu benennen, sollte sie diese Tatsache erwähnen.

In Bezug auf das Volumen sind hier die allgemeinen Eigenschaften von Gasen und Flüssigkeiten zu beachten. Sowohl das als auch andere können das gesamte Raumvolumen einnehmen, in dem sie sich befinden, und sind nur auf die Wände eines Schiffes beschränkt.

Viskosität

Die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit sind sehr unterschiedlich.Aber einzigartig ist eine davon, wie die Viskosität. Was ist es und was bestimmt es? Die Hauptparameter, von denen der betrachtete Wert abhängt, sind:

• Scherbeanspruchung;
• Bewegungsgeschwindigkeitsgradient.

Die Abhängigkeit dieser Größen ist linear.Wenn wir es in einfacheren Worten erklären, dann sind Viskosität und Volumen solche Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen, die ihnen gemeinsam sind und eine unbegrenzte Bewegung unabhängig von äußeren Kräften implizieren. Das heißt, wenn Wasser aus dem Gefäß fließt, wird dies unter allen Einflüssen (Schwerkraft, Reibung und anderen Parametern) fortgesetzt.

Dies ist der Unterschied zu nicht-Newtonschen Flüssigkeiten, die eine höhere Viskosität haben und Löcher hinterlassen können, die sich nach der Bewegung mit der Zeit füllen.

Wovon hängt dieser Indikator ab?

1. Von der Temperatur. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Viskosität einiger Flüssigkeiten zu, während andere dagegen abnehmen. Dies hängt von der jeweiligen Verbindung und ihrer chemischen Struktur ab.
2. Vom Druck. Eine Erhöhung bewirkt eine Erhöhung des Viskositätsindex.
3. Aus der chemischen Zusammensetzung des Stoffes. Viskositätsänderungen in Gegenwart von Verunreinigungen und Fremdbestandteilen in einer Probe einer reinen Substanz.

Wärmekapazität

Dieser Begriff definiert die Fähigkeit eines Stoffes.Nehmen Sie eine bestimmte Wärmemenge auf, um die eigene Temperatur um ein Grad Celsius zu erhöhen. Für diesen Indikator gibt es verschiedene Verbindungen. Einige haben mehr, andere weniger Wärmekapazität.

So ist zum Beispiel Wasser sehr gutWärmespeicher, der es ermöglicht, weit verbreitet für Heizsysteme, Kochen und andere Bedürfnisse verwendet zu werden. Im Allgemeinen ist der Wärmekapazitätsindex für jede einzelne Flüssigkeit streng individuell.

Oberflächenspannung

Oft auf einer Mission:"Nennen Sie die Eigenschaften von Flüssigkeiten" erinnern Sie sofort an die Oberflächenspannung. Immerhin wird er Kindern im Physik-, Chemie- und Biologieunterricht vorgestellt. Und jedes Thema erklärt diesen wichtigen Parameter für seinen Teil.

Klassische Definition der OberflächenspannungWeiter: Dies ist die Phasengrenze. Das heißt, zu dem Zeitpunkt, an dem die Flüssigkeit ein bestimmtes Volumen eingenommen hat, grenzt sie außen an ein gasförmiges Medium - Luft, Dampf oder eine andere Substanz. Somit erfolgt eine Phasentrennung am Kontaktpunkt.

In diesem Fall neigen die Moleküle dazu, sich als zu umgebenmöglich durch eine große Anzahl von Partikeln und führen sozusagen zur Kompression der gesamten Flüssigkeit. Folglich scheint die Oberfläche gedehnt zu sein. Diese Eigenschaft kann auch die Kugelform von Flüssigkeitströpfchen ohne Schwerkraft erklären. Genau diese Form ist unter dem Gesichtspunkt der Energie des Moleküls ideal. Beispiele:

• Seifenblasen;
• kochendes Wasser;
• Flüssigkeitstropfen in Schwerelosigkeit.

Einige Insekten haben sich gerade wegen der Oberflächenspannung an das "Gehen" auf der Wasseroberfläche angepasst. Beispiele: Wasserläufer, Wasservogelkäfer, einige Larven.

Flüssigkeit

Es gibt gemeinsame Eigenschaften von Flüssigkeiten und Feststoffen. Eine davon ist die Fließfähigkeit. Der einzige Unterschied ist, dass es für die ersteren unbegrenzt ist. Was ist das Wesentliche dieses Parameters?

Wenn Sie eine Flüssigkeit von außen beeinflussenKörper, dann wird es in Teile geteilt und sie voneinander getrennt, das heißt, es wird überlaufen. In diesem Fall füllt jedes Teil wieder das gesamte Volumen des Gefäßes. Für Feststoffe ist diese Eigenschaft begrenzt und hängt von den äußeren Bedingungen ab.

Abhängigkeit der Eigenschaften von der Temperatur

Dazu gehören drei Parameter, die die von uns betrachteten Substanzen charakterisieren:

• Überhitzung;
• Kühlung;
• Sieden.

Eigenschaften von Flüssigkeiten wie Überhitzung undUnterkühlung steht in direktem Zusammenhang mit den kritischen Siede- bzw. Gefriertemperaturen (Punkten). Überhitzt wird als Flüssigkeit bezeichnet, die die Schwelle des kritischen Erwärmungspunkts bei Temperatureinwirkung überschritten hat, jedoch keine äußeren Anzeichen von Kochen aufwies.

Unterkühlt wird als Flüssigkeit bezeichnet, die unter dem Einfluss niedriger Temperaturen die Schwelle des kritischen Übergangspunkts zu einer anderen Phase überschritten hat, jedoch nicht fest geworden ist.

Sowohl im ersten als auch im zweiten Fall gibt es Bedingungen für die Manifestation solcher Eigenschaften.

1. Fehlende mechanische Belastung des Systems (Bewegung, Vibration).
2. Gleichmäßige Temperatur ohne plötzliche Sprünge und Veränderungen.

Eine interessante Tatsache ist, dass wenn eine überhitzte Flüssigkeit(zum Beispiel Wasser) Werfen Sie einen Fremdkörper, es wird sofort kochen. Es kann durch Erhitzen unter dem Einfluss von Strahlung (in einem Mikrowellenherd) erhalten werden.

Koexistenz mit anderen Phasen von Substanzen

Für diesen Parameter gibt es zwei Optionen.

1. Flüssigkeit ist Gas. Solche Systeme sind am weitesten verbreitetweit verbreitet, da sie überall in der Natur existieren. Die Verdunstung von Wasser ist Teil des natürlichen Kreislaufs. In diesem Fall liegt der entstehende Dampf gleichzeitig mit flüssigem Wasser vor. Wenn wir von einem geschlossenen System sprechen, kommt es zu Verdunstung. Es ist nur so, dass der Dampf sehr schnell gesättigt wird und das gesamte System ins Gleichgewicht kommt: flüssigkeitsgesättigter Dampf.
2. Flüssigkeit - Feststoffe. Besonders bei solchen Systemen fällt noch etwas aufEigentum - Benetzbarkeit. Wenn Wasser und ein Feststoff zusammenwirken, kann letzteres vollständig, teilweise oder vollständig benetzt werden. Es gibt Verbindungen, die sich schnell und nahezu unbegrenzt in Wasser lösen. Es gibt solche, die dazu im Allgemeinen nicht in der Lage sind (einige Metalle, Diamanten und andere).
   

Im Allgemeinen ist die Untersuchung der Wechselwirkung von Flüssigkeiten mit Verbindungen in anderen Aggregatzuständen die Disziplin der Hydroaeromechanik.

Kompressibilität

Die grundlegenden Eigenschaften der Flüssigkeit wären unvollständig,wenn wir die Kompressibilität nicht erwähnen würden. Natürlich ist dieser Parameter typischer für Gassysteme. Diejenigen, die wir in Betracht ziehen, können jedoch unter bestimmten Bedingungen auch einer Komprimierung nachgeben.

Der Hauptunterschied ist die Geschwindigkeit des Prozesses und seineGleichmäßigkeit. Wenn ein Gas schnell und unter niedrigem Druck komprimiert werden kann, werden Flüssigkeiten für lange Zeit und unter speziell ausgewählten Bedingungen ungleichmäßig komprimiert.

Verdampfung und Kondensation von Flüssigkeiten

Dies sind zwei weitere Eigenschaften der Flüssigkeit. Die Physik gibt ihnen folgende Erklärungen:

1. Verdunstung - ähmder Prozess, der das allmähliche charakterisiertÜbergang einer Substanz von einem flüssigen Aggregatzustand zu einem Feststoff. Dies geschieht unter dem Einfluss thermischer Einflüsse auf das System. Moleküle beginnen sich zu bewegen und gehen durch Veränderung ihres Kristallgitters in einen gasförmigen Zustand über. Der Prozess kann fortgesetzt werden, bis die gesamte Flüssigkeit in Dampf umgewandelt ist (bei offenen Systemen). Oder bevor das Gleichgewicht hergestellt ist (für geschlossene Gefäße).
2. Kondensation - ein Prozess, der dem oben angegebenen entgegengesetzt ist. Hier wandelt sich der Dampf in flüssige Moleküle um. Dies geschieht, bis sich ein Gleichgewicht oder ein vollständiger Phasenübergang eingestellt hat. Dampf gibt mehr Partikel an die Flüssigkeit ab als an ihn.

Typische Beispiele für diese beiden Prozesse in der Natur sind die Verdunstung von Wasser von der Oberfläche des Weltozeans, seine Kondensation in den oberen Schichten der Atmosphäre und dann die Ausfällung.

Mechanische Eigenschaften der Flüssigkeit

Diese Eigenschaften sind Gegenstand von Studien wie zWissenschaft wie Strömungsmechanik. Insbesondere - sein Abschnitt, die Theorie der Strömungs- und Gasmechanik. Die wichtigsten mechanischen Parameter, die den betrachteten Aggregatzustand von Substanzen charakterisieren, umfassen:

• Dichte;
• spezifisches Gewicht;
• Viskosität.

Die Dichte eines flüssigen Körpers wird als seine Masse verstanden,welches in einer Volumeneinheit enthalten ist. Dieser Indikator variiert für verschiedene Verbindungen. Zu diesem Indikator liegen bereits berechnete und experimentell gemessene Daten vor, die in speziellen Tabellen eingetragen sind.

Das spezifische Gewicht wird als das Gewicht einer Einheit des Flüssigkeitsvolumens angesehen. Dieser Indikator ist stark temperaturabhängig (mit zunehmendem Gewicht nimmt sein Gewicht ab).

Warum mechanische Eigenschaften untersuchen?Flüssigkeiten? Dieses Wissen ist wichtig, um die Prozesse zu verstehen, die in der Natur im menschlichen Körper ablaufen. Auch bei der Schaffung technischer Mittel, verschiedene Produkte. Schließlich sind flüssige Substanzen eine der häufigsten Aggregatformen auf unserem Planeten.

Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten und ihre Eigenschaften

Die Eigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten, Feststoffen sindein Gegenstand des Studiums der Physik sowie einiger verwandter Disziplinen. Neben herkömmlichen flüssigen Substanzen gibt es jedoch auch sogenannte nicht-Newtonsche Substanzen, die ebenfalls von dieser Wissenschaft untersucht werden. Was sind sie und warum haben sie so einen Namen bekommen?

Um zu verstehen, was solche Verbindungen sind, werden wir die häufigsten alltäglichen Beispiele geben:

• "Schleim", den Kinder spielen;
• "Handgummi" oder Handgummi;
• gewöhnliche Gebäudefarbe;
• eine Lösung von Stärke in Wasser usw.

Das heißt, dies sind Flüssigkeiten, deren Viskosität istgehorcht dem Geschwindigkeitsgradienten. Je schneller der Aufprall ist, desto höher ist der Viskositätsindex. Bei einem scharfen Aufprall des Handgummis auf den Boden wird es daher zu einer vollständig festen Substanz, die sich in Stücke spalten kann.

Wenn Sie ihn in Ruhe lassen, dann buchstäblich durchfür ein paar Minuten wird es sich in einer klebrigen Pfütze ausbreiten. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten sind in ihren Eigenschaften einzigartig, Substanzen, die nicht nur für technische Zwecke, sondern auch im kulturellen und alltäglichen Leben Anwendung gefunden haben.