Zat cair dan sifat mereka. Keadaan cair materi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita terus-menerus dihadapkan dengan tiga wujud zat - cair, gas dan padat. Tentang yang padat dan gas, kita memiliki ide yang cukup jelas. Gas - satu set molekul yang bergerak secara acak ke segala arah. Semua molekul solid-state mempertahankan pengaturan bersama. Mereka membuat fluktuasi hanya kecil.

Sifat zat cair

Dan apa cairan? Fitur utama mereka adalah bahwa, menempati posisi menengah antara kristal dan gas, mereka menggabungkan sifat-sifat khusus dari dua negara. Misalnya, untuk cairan, serta keras (kristal) badan cenderung Volume kehadiran. Namun, pada saat yang sama, zat cair, serta gas-gas yang berupa kapal di mana mereka tinggal. Banyak dari kita percaya bahwa mereka tidak memiliki bentuk sendiri. Namun, itu tidak. Bentuk alami dari cairan apapun - bola. Gravity biasanya mencegahnya mengambil formulir ini, oleh karena itu, mengambil bentuk cairan atau kapal, atau menyebar pada permukaan lapisan tipis.

Menurut sifat dari keadaan cair materi sangat sulit, karena posisi intermediate. Ini mulai dipelajari sejak masa Archimedes (2200 tahun yang lalu). Namun, analisis perilaku molekul zat cair masih merupakan salah satu daerah yang paling sulit dari ilmu terapan. Secara luas diakui dan teori lengkap cairan masih ada. Tapi sesuatu tentang perilaku mereka kita dapat mengatakan cukup jelas.

Perilaku molekul dalam cairan

Liquid - sesuatu yang dapat mengalir. Agar jarak pendek diamati dalam susunan partikel-nya. Ini berarti bahwa lokasi tetangga sebelahnya, dalam kaitannya dengan setiap bagian diperintahkan. Namun, ketika bergerak menjauh dari yang lain, posisinya dalam kaitannya dengan mereka menjadi kurang dan kurang memerintahkan, dan kemudian ketertiban dan menghilang. substansi cair terdiri dari molekul yang bergerak jauh lebih bebas daripada di padatan (seperti dalam gas - lebih bebas). Untuk beberapa waktu, masing-masing dari mereka bergegas dalam satu arah atau yang lain, tanpa meninggalkan tetangganya. Namun, molekul cairan dari waktu ke waktu keluar dari lingkungan. Dia mendapat baru, pindah ke lokasi yang berbeda. Di sini, sekali lagi, untuk beberapa waktu itu membuat gerakan osilasi tersebut.

Ya. Kontribusi I. Frenkelya untuk mempelajari cairan

Ya. I. Frenkelyu, ilmuwan Soviet, membuat kontribusi besar dalam pengembangan sejumlah isu yang berhubungan dengan topik tentang bagaimana cairan. Kimia sangat maju berkat penemuannya. Dia percaya bahwa dalam cairan gerak termal memiliki karakter berikut. Pada waktu tertentu setiap molekul berosilasi tentang posisi keseimbangannya. Namun, dia berubah tempatnya dari waktu ke waktu, bergerak melompat ke posisi baru yang terpisah dari yang sebelumnya di kejauhan, adalah tentang ukuran molekul itu sendiri. Dengan kata lain, molekul-molekul dalam gerakan cair, namun perlahan-lahan. Bagian dari waktu mereka tetap tentang tempat-tempat tertentu. Oleh karena itu gerakan mereka adalah sesuatu seperti campuran gas dan dibuat menjadi gerakan tubuh yang solid. Fluktuasi di tempat yang sama setelah beberapa waktu diganti dengan bebas transfer dari tempat ke tempat.

Tekanan dalam cairan

Beberapa sifat zat cair yang kita kenal berkat interaksi yang konstan dengan mereka. Jadi, pengalaman hidup sehari-hari, kita tahu bahwa itu bekerja pada permukaan padatan, yang berada dalam kontak dengan itu, dengan kekuatan yang diketahui. Mereka disebut kekuatan tekanan fluida.

Misalnya, membuka lubang dengan jari Anda dan tekan termasuk air, kita merasa, karena menempatkan tekanan pada jari. Seorang perenang yang menyelam ke kedalaman besar, kebetulan mengalami nyeri di telinga. Hal ini karena fakta bahwa gendang telinga untuk menekan kekuatan. Air - zat cair, sehingga memiliki semua sifat-sifatnya. Dalam rangka untuk mengukur suhu air di kedalaman laut, Anda harus menggunakan termometer yang sangat kuat, sehingga mereka tidak bisa menghancurkan tekanan fluida.

Tekanan ini disebabkan oleh kompresi, yaitu, perubahan volume cairan. Memiliki sehubungan dengan perubahan dalam elastisitas. gaya tekanan - ini adalah kekuatan elastis. Oleh karena itu, jika tindakan cairan pada tubuh dalam kontak dengan itu, maka dikompresi. Karena kepadatan meningkat substansi dalam kompresi, dapat diasumsikan bahwa cairan sehubungan dengan perubahan dalam kepadatan memiliki elastisitas.

penguapan

Melanjutkan dengan sifat-sifat zat cair, lanjutkan ke penguapan. Dekat permukaan, serta langsung di permukaan pasukan lapisan tindakan, untuk memastikan keberadaan lapisan ini. Mereka tidak mengizinkan untuk meninggalkan volume molekul cairan di dalamnya. Namun, beberapa dari mereka karena gerak termal mengembangkan kecepatan yang cukup besar dengan yang menjadi mungkin untuk mengatasi kekuatan-kekuatan ini dan meninggalkan cairan. Kami menyebut fenomena ini penguapan. Hal ini dapat diamati pada setiap suhu udara, tetapi dengan peningkatan laju penguapan meningkat.

kondensasi

Jika molekul telah meninggalkan cairan dihapus dari ruang yang terletak di dekat permukaan, maka semua itu, akhirnya menguap. Jika kita telah meninggalkan molekul yang tidak dihapus, mereka membentuk pasangan. Terjebak di wilayah, yang terletak di dekat permukaan cairan, molekul uap ditarik ke dalamnya kekuatan yang menarik. Proses ini disebut kondensasi.

Oleh karena itu, jika molekul tidak dihapus, tingkat penguapan berkurang dengan waktu. Jika kepadatan uap meningkatkan lebih lanjut, situasi dicapai di mana jumlah molekul meninggalkan untuk waktu tertentu cairan akan sama dengan jumlah molekul yang dikembalikan selama waktu yang sama ke dalamnya. Jadi ada keadaan keseimbangan dinamis. Uap yang terkandung di dalamnya, disebut jenuh. tekanan dan densitas meningkat dengan meningkatnya suhu. Semakin tinggi itu, semakin besar jumlah molekul cairan cukup untuk energi penguapan dan karena itu harus memiliki kepadatan yang lebih tinggi dari pasangan untuk mengejar ketinggalan dengan penguapan bisa kondensasi.

mendidih

Ketika dalam cairan proses pemanasan dicapai bahwa suhu di mana uap jenuh memiliki tekanan yang sama seperti lingkungan eksternal, keseimbangan didirikan antara uap jenuh dan cair itu. Jika cairan menginformasikan jumlah tambahan panas segera datang ke konversi uap yang sesuai massa cair. Proses ini disebut mendidih.

Didih adalah penguapan intens cairan. Datang tidak hanya dari permukaan, dan menyangkut seluruh volume. Dalam uap cairan gelembung muncul. Dalam rangka untuk pergi dari cair ke uap, molekul perlu membeli energi. Hal ini diperlukan untuk mengatasi gaya tarik dimana mereka disimpan dalam cairan.

titik didih

Titik didih - adalah satu di mana ada kesamaan dua tekanan - dan luar uap jenuh. Hal ini meningkatkan dengan meningkatnya tekanan dan menurun dengan penurunan nya. Karena kenyataan bahwa tinggi perubahan tekanan kolom cairan di dalamnya mendidih terjadi pada tingkat yang berbeda pada temperatur yang berbeda. Hanya uap jenuh, terletak di atas permukaan cairan dalam proses perebusan, memiliki suhu tertentu. Ini hanya ditentukan oleh tekanan eksternal. Itu saja, kita ada dalam pikiran ketika kita berbicara tentang titik didih. Ini berbeda dalam cairan yang berbeda yang secara luas digunakan dalam bidang ini, khususnya dengan penyulingan minyak bumi.

panas laten penguapan - jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengkonversi sejumlah uap isotermal cair bila tekanan eksternal adalah sama dengan tekanan uap jenuh.

Sifat film cair

Kita semua tahu tentang bagaimana untuk mendapatkan busa dengan melarutkan sabun di dalam air. Ini tidak lain adalah pluralitas gelembung, yang terbatas pada cairan yang terdiri dari film tipis. Namun, membentuk busa cair juga tersedia dan film yang terpisah. sifat-sifatnya yang sangat menarik. Film-film ini bisa sangat tipis: ketebalan di bagian tertipis tidak lebih dari seratus seperseribu milimeter. Namun, terkadang mereka sangat stabil, terlepas dari ini. Sabun Film dapat dikenakan terhadap deformasi dan stretchability, bisa dilewati aliran air, sementara tidak merusaknya. Bagaimana kita menjelaskan stabilitas seperti itu? Untuk film ada, maka perlu menambahkan zat cair murni terlarut di dalamnya. Tapi tidak semua, dan orang-orang yang secara signifikan mengurangi tegangan permukaan.

Film cair dalam Alam dan Teknologi

Sifat seni dan kita temui terutama tidak dengan film-film individu, tetapi dengan busa, yang merupakan satu set dari mereka. Hal ini dapat sering terlihat di sungai di mana air yang tenang menjatuhkan tetesan kecil. Kemampuan air untuk busa dalam hal ini terkait dengan kehadiran bahan organik, yang merupakan akar tanaman terisolasi. Contoh ini dari agen busa alam cair. Dan bagaimana dengan teknologi? Ketika membangun, misalnya, menggunakan bahan-bahan khusus yang memiliki struktur selular yang menyerupai busa. Mereka mudah, murah, cukup kuat, konduktor panas yang buruk dan suara. Bagi mereka dalam larutan khusus ditambahkan mempromosikan agen berbusa.

kesimpulan

Jadi kita tahu mana zat cair, mereka telah menemukan bahwa cairan adalah keadaan materi penengah antara gas dan padat. Oleh karena itu, memiliki sifat karakteristik keduanya. kristal cair, yang sekarang banyak digunakan dalam seni dan industri (misalnya, liquid crystal display) adalah contoh mencolok dari negara ini materi. Dalam sifat gabungan dari padatan dan cairan. Sulit untuk membayangkan apa yang substansi dalam cairan menciptakan masa depan ilmu pengetahuan. Namun, jelas bahwa dalam keadaan ini materi memiliki potensi besar yang dapat digunakan untuk kepentingan umat manusia.

Kepentingan tertentu untuk pertimbangan proses fisik dan kimia yang terjadi dalam keadaan cair, karena fakta bahwa manusia adalah air 90%, yang merupakan cairan yang paling umum di Bumi. Hal ini di tempat ini semua proses penting dalam pabrik dan dalam kerajaan hewan. Oleh karena itu, bagi kita semua untuk benar-benar mempelajari keadaan cair materi.