Væske Et stof i en tilstand mellem fast og gasformig. Dette er tilstanden af aggregering af et stof, hvor molekylerne (eller atomerne) er forbundet så meget, at det tillader det at bevare sit volumen, men ikke stærkt nok til at bevare sin form.
Egenskaber af væsker.
Væsker ændrer let deres form, men bevarer deres volumen. PÅ normale forhold de tager form af den beholder, de er i.
Overfladen af en væske, der ikke er i kontakt med karrets vægge, kaldes ledig overflade. Det dannes som et resultat af tyngdekraftens indvirkning på væskens molekyler.
Strukturen af væsker.
Væskers egenskaber forklares ved, at hullerne mellem deres molekyler er små: molekylerne i væsker er pakket så tæt, at afstanden mellem hver to molekyler mindre størrelser molekyler. Forklaringen af væskers adfærd på grundlag af arten af væskens molekylære bevægelse blev givet af den sovjetiske videnskabsmand Ya. I. Frenkel. Den består i det følgende. Væskemolekylet svinger rundt om positionen for midlertidig ligevægt og kolliderer med andre molekyler fra det nærmeste miljø. Fra tid til anden formår hun at lave et "hop" for at forlade sine naboer fra det nære miljø og fortsætte med at svinge blandt andre naboer. Den fastlagte levetid for et vandmolekyle, dvs. oscillationstidspunktet omkring en ligevægtsposition kl. stuetemperatur, er lig med et gennemsnit på 10 -11 s. Tiden for en svingning er meget mindre - 10 -12 - 10 -13 .
Da afstandene mellem væskens molekyler er små, fører et forsøg på at reducere væskens volumen til deformation af molekylerne, de begynder at frastøde hinanden, hvilket forklarer væskens lave kompressibilitet. En væskes fluiditet forklares ved, at molekylernes "spring" fra en fast position til en anden forekommer i alle retninger med samme frekvens. Den ydre kraft ændrer ikke mærkbart antallet af "spring" i sekundet, den sætter kun deres overvejende retning, hvilket forklarer væskens flydendehed og det faktum, at den tager form af et kar.
Alt ikke-levende stof består af partikler, hvis adfærd kan variere. Strukturen af gasformige, flydende og faste legemer har sine egne karakteristika. Partikler i faste stoffer holdes sammen, fordi de er meget tæt på hinanden, hvilket gør dem meget stærke. Desuden kan de holde bestemt form, da deres mindste partikler praktisk talt ikke bevæger sig, men kun vibrerer. Molekyler i væsker er ret tæt på hinanden, men de kan bevæge sig frit, så de har ikke deres egen form. Partikler i gasser bevæger sig meget hurtigt, og der er normalt meget plads omkring dem, hvilket tyder på, at de let komprimeres.
Faste stoffers egenskaber og struktur
Hvad er strukturen og træk ved strukturen af faste stoffer? De består af partikler, der er meget tæt på hinanden. De kan ikke bevæge sig, og deres form forbliver derfor fast. Hvad er egenskaberne ved et fast legeme? Det krymper ikke, men hvis det opvarmes, vil dets volumen stige med stigende temperatur. Dette skyldes, at partiklerne begynder at vibrere og bevæge sig, hvilket fører til et fald i tætheden.
Et af kendetegnene ved faste stoffer er, at de har en fast form. Når et fast stof opvarmes, øges partiklernes bevægelse. Hurtigere bevægelige partikler kolliderer mere voldsomt, hvilket får hver partikel til at skubbe sine naboer. Derfor fører en stigning i temperaturen normalt til en stigning i kroppens styrke.
Krystalstruktur af faste stoffer
Intermolekylære kræfter af interaktion mellem tilstødende molekyler af et fast stof er stærke nok til at holde dem i en fast position. Hvis disse mindste partikler er i en meget ordnet konfiguration, kaldes sådanne strukturer normalt krystallinske. Den interne orden af partikler (atomer, ioner, molekyler) af et grundstof eller en forbindelse behandles af en særlig videnskab - krystallografi.
Den faste tilstand er også af særlig interesse. Ved at studere partiklernes opførsel, hvordan de er fremstillet, kan kemikere forklare og forudsige, hvordan visse typer materialer vil opføre sig under bestemte forhold. De mindste partikler af et fast legeme er arrangeret i form af et gitter. Dette er det såkaldte regulære arrangement af partikler, hvor div kemiske bindinger mellem dem.
Zoneteorien om strukturen af et fast legeme betragter det som et sæt atomer, som hver til gengæld består af en kerne og elektroner. I krystalstrukturen er atomkernerne placeret i krystalgitterets noder, som er karakteriseret ved en vis rumlig periodicitet.
Hvad er opbygningen af en væske?
Strukturen af faste stoffer og væsker ligner hinanden ved, at partiklerne, som de er sammensat af, er tæt på hinanden. Forskellen er, at molekylerne bevæger sig frit, da tiltrækningskraften mellem dem er meget svagere end i et fast stof.
Hvad er egenskaberne ved en væske? For det første er det flydende, og for det andet vil væsken tage form af den beholder, den er placeret i. Hvis den opvarmes, øges volumen. På grund af partiklernes nærhed til hinanden kan væsken ikke komprimeres.
Hvad er strukturen og strukturen af gasformige legemer?
Gaspartikler er tilfældigt arrangeret, de er så langt fra hinanden, at der ikke kan være nogen tiltrækningskraft mellem dem. Hvilke egenskaber har en gas, og hvordan er strukturen af gasformige legemer? Som regel fylder gassen ensartet hele rummet, hvor den blev placeret. Den komprimeres let. Hastigheden af partiklerne i et gasformigt legeme stiger med stigende temperatur. Samtidig er der også en stigning i trykket.
Strukturen af gasformige, flydende og faste legemer er karakteriseret ved forskellige afstande mellem de mindste partikler af disse stoffer. Partiklerne i en gas er meget længere fra hinanden end i fast eller flydende tilstand. I luft, for eksempel, er den gennemsnitlige afstand mellem partikler omkring ti gange diameteren af hver partikel. Således fylder volumen af molekyler kun omkring 0,1% af det totale volumen. De resterende 99,9% er tom plads. I modsætning hertil fylder væskepartikler omkring 70 % af det samlede væskevolumen.
Hver gaspartikel bevæger sig frit langs en lige vej, indtil den kolliderer med en anden partikel (gas, væske eller fast stof). Partiklerne bevæger sig normalt hurtigt nok til, at efter at to af dem er stødt sammen, preller de af hinanden og fortsætter på vej alene. Disse kollisioner ændrer retning og hastighed. Disse egenskaber ved gaspartikler tillader gasser at udvide sig til at fylde enhver form eller volumen.
Statsændring
Strukturen af gasformige, flydende og faste legemer kan ændre sig, hvis en vis ydre påvirkning udøves på dem. De kan endda ændre sig til hinandens tilstande under visse forhold, såsom under opvarmning eller afkøling.
- Fordampning. Flydende legemers struktur og egenskaber tillader dem under visse betingelser at gå over i en helt anden fysisk tilstand. Hvis du for eksempel ved et uheld spilder benzin, mens du tanker en bil, kan du hurtigt lugte dens skarpe lugt. Hvordan sker dette? Partikler bevæger sig gennem væsken, som et resultat, en vis del af dem når overfladen. Deres retningsbestemte bevægelse kan føre disse molekyler væk fra overfladen og ind i rummet over væsken, men tiltrækningen vil trække dem tilbage. På den anden side, hvis en partikel bevæger sig meget hurtigt, kan den bryde væk fra andre med en anstændig afstand. Således, med en stigning i hastigheden af partikler, som normalt sker ved opvarmning, sker fordampningsprocessen, det vil sige omdannelsen af væske til gas.
Kroppens adfærd i forskellige fysiske tilstande
Strukturen af gasser, væsker, faste stoffer skyldes hovedsageligt, at alle disse stoffer er sammensat af atomer, molekyler eller ioner, men disse partiklers opførsel kan være helt anderledes. Gaspartikler er kaotisk fjernt fra hinanden, flydende molekyler er tæt på hinanden, men de er ikke så stift opbygget som i et fast stof. Gaspartikler vibrerer og bevæger sig ved høje hastigheder. En væskes atomer og molekyler vibrerer, bevæger sig og glider forbi hinanden. Partikler af et fast legeme kan også vibrere, men bevægelse som sådan er ikke karakteristisk for dem.
Funktioner af den interne struktur
For at forstå materiens adfærd må man først studere træk ved dens indre struktur. Hvad er de interne forskelle mellem granit, olivenolie og helium i ballon? simpel model struktur af stof vil hjælpe med at finde svaret på dette spørgsmål.
En model er en forenklet version af et virkeligt objekt eller stof. For eksempel, før det egentlige byggeri begynder, konstruerer arkitekter først en model byggeprojekt. En sådan forenklet model indebærer ikke nødvendigvis en nøjagtig beskrivelse, men den kan samtidig give en nogenlunde idé om, hvordan den eller den struktur vil se ud.
Forenklede modeller
I videnskaben er modeller dog ikke altid fysiske kroppe. Det sidste århundrede har set en betydelig stigning i menneskelig forståelse af den fysiske verden. Imidlertid mest af akkumuleret viden og erfaring er baseret på ekstremt komplekse repræsentationer, fx i form af matematiske, kemiske og fysiske formler.
For at forstå alt dette skal du være ret velbevandret i disse nøjagtige og komplekse videnskaber. Forskere har udviklet forenklede modeller til at visualisere, forklare og forudsige fysiske fænomener. Alt dette forenkler i høj grad forståelsen af, hvorfor nogle kroppe har permanent form og volumen kl bestemt temperatur, mens andre kan ændre dem, og så videre.
Alt stof består af bittesmå partikler. Disse partikler er i konstant bevægelse. Bevægelsesvolumen er relateret til temperaturen. Forhøjet temperatur indikerer en stigning i hastigheden. Strukturen af gasformige, flydende og faste legemer er kendetegnet ved deres partiklers bevægelsesfrihed, samt ved hvor stærkt partiklerne tiltrækkes af hinanden. Fysisk afhænger af hans fysiske tilstand. Vanddamp, flydende vand og is har det samme Kemiske egenskaber, men de fysiske egenskaber afvige væsentligt.
Lektion #2/5 2
Emne nr. 26: ”Model af en væskes struktur. Mættede og umættede par. Luftfugtighed."
1 Væskestrukturmodel
Væske er en af aggregerede stoftilstande. En væskes hovedegenskab, som adskiller den fra andre aggregeringstilstande, er evnen til at ændre sin form på ubestemt tid under påvirkning af tangentielle mekaniske spændinger, selv vilkårligt små, mens den praktisk talt opretholder volumen.
Fig.1
Den flydende tilstand betragtes normalt som mellemliggende fast og gas : en gas bevarer hverken volumen eller form, men et fast stof bevarer begge dele.
molekyler væsker har ikke en bestemt position, men de har samtidig ikke fuldstændig bevægelsesfrihed. Der er en tiltrækning mellem dem, stærk nok til at holde dem tæt på.
Et stof i flydende tilstand eksisterer i et bestemt interval temperaturer , hvorunder det går indfast tilstand(krystallisation sker eller transformation til en amorf fast tilstand - glas), ovenfor - til gasformig (fordampning finder sted). Grænserne for dette interval afhænger af tryk.
Alle væsker opdeles normalt i rene væsker og blandinger . Nogle blandinger af væsker har stor betydning for livet: blod, havvand osv. Væsker kan udføre funktionen opløsningsmidler.
Fluiditet er hovedegenskaben ved væsker. Hvis du anvender et afsnit af en væske i ligevægt ydre kraft , så er der en strøm af væskepartikler i den retning, som denne kraft påføres: væsken strømmer. Under påvirkning af ubalancerede ydre kræfter bevarer væsken således ikke formen og det relative arrangement af delene og tager derfor form af beholderen, hvori den er placeret.
I modsætning til plastik, har væsker ikkeudbyttestyrke: det er nok at påføre en vilkårligt lille ekstern kraft for at væsken kan flyde.
En af karakteristiske egenskaber væske er, hvad den har hvis mængde ( under konstante ydre forhold). Væske er ekstremt vanskeligt at komprimere mekanisk, fordi i modsætning til gas Der er meget lidt ledig plads mellem molekyler. Trykket, der udøves på en væske indesluttet i en beholder, overføres uden ændring til hvert punkt i volumenet af denne væske ( pascals lov , også gyldig for gasser). Denne funktion, sammen med meget lav kompressibilitet, bruges i hydrauliske maskiner.
Væsker stiger typisk i volumen (ekspanderer), når de opvarmes og falder i volumen (kontrakter), når de afkøles. Der er dog undtagelser, f.eks. vand krymper ved opvarmning, ved normalt tryk og ved temperaturer mellem 0°C og ca. 4°C.
Derudover er væsker (som gasser) karakteriseret ved viskositet . Det defineres som evnen til at modstå bevægelsen af en af delene i forhold til den anden - altså som indre friktion.
Når tilstødende lag af en væske bevæger sig i forhold til hinanden, sker der uundgåeligt et sammenstød af molekyler udover det pga.termisk bevægelse. Der er kræfter, der bremser den bestilte bevægelse. I dette tilfælde omdannes den kinetiske energi af ordnet bevægelse til termisk energi - energien fra den kaotiske bevægelse af molekyler.
Væsken i beholderen, sat i bevægelse og overladt til sig selv, vil gradvist stoppe, men dens temperatur vil stige.I en damp, som en gas, kan man næsten ignorere samhørighedskræfterne og betragte bevægelsen som en fri flugt af molekyler og deres kollision med hinanden og med de omgivende legemer (vægge og væske, der dækker bunden af karret). I en væske interagerer molekyler, som i et fast stof, stærkt og holder hinanden. Men mens hvert molekyle i et fast legeme bevarer en uendeligt lang bestemt ligevægtsposition inde i kroppen, og dets bevægelse reduceres til oscillation omkring denne ligevægtsposition, er bevægelsens natur i en væske anderledes. Flydende molekyler bevæger sig meget mere frit end faste molekyler, dog ikke så frit som gasmolekyler. Hvert molekyle i en væske bevæger sig frem og tilbage i nogen tid uden dog at bevæge sig væk fra sine naboer. Denne bevægelse minder om oscillationen af et fast molekyle omkring en ligevægtsposition. Men fra tid til anden bryder et flydende molekyle ud af sit miljø og flytter til et andet sted, falder ind i et nyt miljø, hvor det igen udfører en bevægelse, der ligner oscillation i nogen tid.
Flydende molekylers bevægelse er således noget som en blanding af bevægelser i et fast legeme og i en gas: "oscillerende" bevægelse et sted erstattes af en "fri" overgang fra et sted til et andet. I overensstemmelse hermed er en væskes struktur en mellemting mellem strukturen af et fast legeme og strukturen af en gas. Jo højere temperatur, dvs. jo større kinetisk energi af væskens molekyler er, jo større rolle spiller den "frie" bevægelse: jo kortere er intervallerne for molekylets "oscillerende" tilstand og jo oftere er den "frie" "overgange, dvs. jo mere væsken ligner en gas. Når nok høj temperatur, karakteristisk for hver væske (den såkaldte kritisk temperatur), en væskes egenskaber adskiller sig ikke fra egenskaberne for en højt komprimeret gas.
2 Mættede og umættede dampe og deres egenskaber
Over fri overflade væsker har altid dampe af denne væske. Hvis beholderen med væsken ikke er lukket, kan koncentrationen af damppartikler ved en konstant temperatur variere over et bredt område i retning af fald og stigning.
Fordampningsprocessen i lukket rum (lukket beholder med væske)kan kun forekomme ved en given temperatur op til en vis grænse. Dette skyldes, at dampkondensering sker samtidig med fordampningen af væsken. For det første antallet af molekyler, der udsendes fra væsken på 1 s, flere tal molekyler, der vender tilbage, og tætheden, og dermed damptrykket, stiger. Dette fører til en stigning i kondensationshastigheden. Efter noget tid indtræder dynamisk ligevægt, hvorved damptætheden over væsken bliver konstant.
Damp, der er i dynamisk ligevægt med sin væske, kaldes mættet damp. En damp, der ikke er i dynamisk ligevægt med sin væske, kaldes umættet.
Erfaring viser, at umættede dampe adlyder alle gaslovgivning , og jo mere nøjagtige, jo længere er de fra mætning. For mættede dampe er følgende egenskaber karakteristiske:
- densiteten og trykket af mættet damp ved en given temperatur er den maksimale massefylde og det tryk, som damp kan have ved en given temperatur;
- densiteten og trykket af mættet damp afhænger af typen af stof. Jo mindre specifik varme fordampning af en væske, jo hurtigere fordamper den og jo større tryk og tæthed af dens dampe;
- trykket og densiteten af mættet damp er unikt bestemt af dens temperatur (de afhænger ikke af, hvordan dampen nåede denne temperatur: under opvarmning eller under afkøling);
- damptryk og massefylde stiger hurtigt med stigende temperatur (fig. 1, a, b).
Erfaring viser, at når en væske opvarmes, falder niveauet af væsken i en lukket beholder. Følgelig øges massen og densiteten af dampen. En stærkere stigning i trykket af mættet damp sammenlignet med en ideel gas (Gay-Lussac-loven gælder ikke for mættet damp) forklares ved, at trykket her stiger ikke kun på grund af en stigning i den gennemsnitlige kinetiske energi af molekyler (som i en ideel gas), men også på grund af at øge koncentrationen af molekyler;
- ved konstant temperatur afhænger trykket og densiteten af mættet damp ikke af volumen. Figur 2 viser til sammenligning isotermerne af idealgas (a) og mættet damp (b).
Ris. 2
Erfaringen viser, at under isotermisk ekspansion falder væskeniveauet i beholderen, mens det under kompression stiger, dvs. antallet af dampmolekyler ændres, så damptætheden forbliver konstant.
3 Fugtighed
Luft indeholdende vanddamp kaldes våd . For at karakterisere indholdet af vanddamp i luften indføres en række mængder: absolut luftfugtighed, vanddamptryk og relativ luftfugtighed.
absolut fugtighedρ luft kaldes en værdi numerisk lig med massen af vanddamp indeholdt i 1 m 3 luft (dvs. tætheden af vanddamp i luft under givne forhold).
Vanddamptryk s er vanddampens partialtryk i luften. SI-enhederne for absolut fugt og elasticitet er henholdsvis kilogram pr kubikmeter(kg/m 3) og pascal (Pa).
Hvis kun den absolutte luftfugtighed eller vanddamptryk kendes, er det stadig umuligt at bedømme, hvor tør eller fugtig luften er. For at bestemme graden af luftfugtighed er det nødvendigt at vide, om vanddampen er tæt på eller langt fra mætning.
relativ luftfugtighed luft φ kaldes det procentvise forhold mellem absolut fugtighed og massefyldeρ 0 mættet damp ved en given temperatur (eller forholdet mellem vanddamptryk og tryk p0 mættet damp ved en given temperatur):
Jo lavere den relative luftfugtighed er, jo længere er dampen fra mætning, jo mere intens er fordampningen. Mættet damptryk p0 ved en given temperatur - en tabelværdi. Elasticiteten af vanddamp (og dermed den absolutte luftfugtighed) bestemmes af dugpunktet.
Med isobarisk afkøling til en temperatur tp dampen bliver mættet, og dens tilstand er repræsenteret af en prik AT . Temperatur tp hvorved vanddamp bliver mættet kaldes dugpunkt . Når den er afkølet til under dugpunktet, begynder dampkondensationen: tåge opstår, dug falder, vinduer dugger til.
4 Fugtmåling
Bruges til at måle luftfugtighed måleinstrumenter hygrometre. Der er flere typer hygrometre, men de vigtigste er: hår og psykrometrisk.
Da det er svært direkte at måle trykket af vanddamp i luften, måles luftens relative fugtighedpå en indirekte måde.
Driftsprinciphårhygrometerbaseret på egenskaben ved affedtet hår (menneske eller dyr)ændre dens længdeafhængig af fugtigheden i den luft, hvori den er placeret.
Hår spændt over en metalramme. Ændringen i hårets længde overføres til pilen, der bevæger sig langs skalaen. Hårhygrometer i vintertid er det vigtigste instrument til måling af udendørs luftfugtighed.
Et mere nøjagtigt hygrometer er et psykrometrisk hygrometer - psykrometer
(ifølge anden græsk betyder "psychros" kold).
Det er kendt, at relativ luftfugtighed afhænger af fordampningshastighed.
Jo lavere luftfugtighed, jo lettere er det for fugt at fordampe.
Psykrometeret har to termometre . Den ene er almindelig, hedder det tør. Den måler temperaturen i den omgivende luft. Kolben på et andet termometer pakkes ind i en stofvæge og sænkes ned i en beholder med vand. Det andet termometer viser ikke luftens temperatur, men temperaturen på den våde væge, deraf navnet fugtet termometer. Jo lavere luftfugtighed, desto mere intens fugt fordamper fra vægen, den stor mængde af varme pr. tidsenhed fjernes fra det våde termometer, jo mindre dets aflæsninger, desto større er forskellen mellem aflæsningerne af de tørre og våde termometre.
Dugpunktet bestemmes ved hjælp af hygrometre. Kondenshygrometeret er en metalkasse MEN , forvæg Til som er godt poleret (fig. 2) En let fordampende væske - æter - hældes i kassen og et termometer indsættes. Luft gennem kassen med en gummipære G , forårsage kraftig fordampning af etheren og hurtig afkøling af kassen. Termometeret måler den temperatur, ved hvilken dugdråber opstår på den polerede overflade af væggen. Til . Trykket i området ved siden af væggen kan betragtes som konstant, da dette område kommunikerer med atmosfæren, og faldet i tryk på grund af afkøling kompenseres af en stigning i dampkoncentrationen. Udseendet af dug indikerer, at vanddampen er blevet mættet. Ved at kende lufttemperaturen og dugpunktet kan du finde vanddampens partialtryk og den relative luftfugtighed.
Ris. 2
5 Opgaver til selvstændig løsning
Opgave 1
På gaden går koldt efterårsregn. I hvilket tilfælde vil vasketøjet hænge i køkkenet hurtigere: når vinduet er åbent, eller når det er lukket? Hvorfor?
Opgave 2
Luftfugtigheden er 78%, og tørpæreaflæsningen er 12°C. Hvilken temperatur viser et våd bulb-termometer?(Svar: 10 °C.)
Opgave 3
Forskellen mellem tør og våd termometeraflæsning er 4°C. Relativ luftfugtighed luft 60%. Hvad er aflæsningerne af tør og våd pære?(Svar: t c -l9 ° С, t m \u003d 10 ° С.)
I de to foregående afsnit betragtede vi strukturen og egenskaberne af faste stoffer - krystallinske og amorfe. Lad os nu gå til studiet af væskers struktur og egenskaber.
Kendetegnet for en væske er fluiditet- evnen til at ændre form på kort tid under påvirkning af selv små kræfter. På grund af dette hælder væsker i jetfly, strømmer i vandløb, tager form af et kar, hvori de hældes.
Evnen til at ændre form i forskellige væsker kommer til udtryk på forskellige måder. Tag et kig på tegningen. Under nogenlunde samme tyngdekraft tager honning længere tid om at ændre sin form end vand. Derfor siges disse stoffer at have ulige viskositet: honning har mere end vand. Dette forklares anderledes kompleks struktur molekyler af vand og honning. Vand består af molekyler, der ligner kugler med tuberkler, mens honning består af molekyler, der ligner trægrene. Derfor, når honning bevæger sig, bliver "grenene" af dens molekyler hægtet på hinanden, hvilket giver den en større viskositet end vand.
Vigtig: skifter form, bevarer væsken sit volumen. Overvej oplevelsen (se figur). Væsken i bægeret har form som en cylinder og et volumen på 300 ml. Efter hældning i skålen fik væsken en flad form, men bibeholdt sit tidligere volumen: 300 ml. Dette skyldes tiltrækningen og frastødningen af dets partikler: i gennemsnit bliver de fortsat holdt i samme afstand fra hinanden.
en til en fælles egenskab for alle væsker er deres lydighed mod Pascals lov. I klasse 7 lærte vi, at den beskriver væskers og gassers egenskaber til at overføre det tryk, der udøves på dem i alle retninger (se § 4-c). Nu bemærker vi, at mindre tyktflydende væsker gør dette hurtigt, og tyktflydende væsker tager lang tid.
Strukturen af væsker. I molekylær kinetisk teori menes det i væsker, som i amorfe legemer, er der ingen streng orden i arrangementet af partikler, det vil sige, at de ikke er lige tætte. Huller har forskellige størrelser, herunder sådan, at en partikel mere kan passe der. Dette giver dem mulighed for at hoppe fra "tæt befolkede" steder til mere frie steder. Spring af hver væskepartikel forekommer meget ofte: flere milliarder gange i sekundet.
Hvis en ekstern kraft virker på væsken (for eksempel tyngdekraften), vil partiklernes bevægelse og spring hovedsageligt forekomme i retning af dens virkning (ned). Dette vil få væsken til at tage form af en aflang dråbe eller strømmende stråle (se figur). Så, flydende væsker forklares af deres partiklers spring fra en stabil position til en anden.
Spring af væskepartikler forekommer hyppigt, men meget oftere svinger deres partikler, som i faste stoffer, et sted og interagerer kontinuerligt med hinanden. Derfor fører selv en lille komprimering af væsken til en skarp "hærdning" af samspillet mellem partikler, hvilket betyder en kraftig stigning i væskens tryk på væggene af beholderen, hvori den er komprimeret. Sådan er det forklaret overførsel af tryk med væsker, det vil sige Pascals lov, og på samme tid væskens egenskab til at modstå kompression, det vil sige at opretholde volumen.
Bemærk, at bevarelsen af dets volumen af en væske er en betinget repræsentation. Dette betyder, at sammenlignet med gasser, der er lette at komprimere selv med kraften fra et barns hånd (for eksempel i en ballon), kan væsker betragtes som ukomprimerbare. Men i en dybde på 10 km i Verdenshavet er vandet under så stort tryk, at hvert kilogram vand reducerer dets volumen med 5 % - fra 1 liter til 950 ml. Ved hjælp af høje tryk kan væsker komprimeres endnu mere.
Molekylær-kinetiske ideer om stoffets struktur forklarer alle de forskellige egenskaber ved væsker, gasser og faste stoffer. Mellem stofpartiklerne er der elektromagnetiske interaktioner- de tiltrækker og frastøder hinanden ved hjælp af elektromagnetiske kræfter. Ved meget store afstande mellem molekyler er disse kræfter ubetydelige.
Interaktionskræfter af molekyler
Men billedet ændrer sig, hvis afstanden mellem partiklerne mindskes. Neutrale molekyler begynder at orientere sig i rummet på en sådan måde, at deres overflader, der vender mod hinanden, begynder at have ladninger modsat fortegn, og tiltrækkende kræfter begynder at virke mellem dem. Dette sker, når afstanden mellem molekylernes centre er større end summen af deres radier.
Hvis vi fortsætter med at reducere afstanden mellem molekylerne, begynder de at afvise som et resultat af samspillet mellem ens ladede elektronskaller. Dette sker, når summen af radierne af de interagerende molekyler mere afstand mellem partikelcentre.
Det vil sige, ved store intermolekylære afstande hersker tiltrækning, og på tætte afstande hersker frastødning. Men der er en vis afstand mellem partiklerne, når de er i en position med stabil ligevægt (tiltrækningskræfterne er lig med frastødningskræfterne). I denne position har molekylerne den minimale potentielle energi. Molekyler har også kinetisk energi, fordi de er i konstant bevægelse hele tiden.
Styrken af interaktionsbindinger mellem partikler adskiller således tre stoftilstande: fast, gas og væske og forklarer deres egenskaber.
Lad os tage vand som et eksempel. Størrelse, form og kemisk sammensætning partikler af vand forbliver de samme, uanset om det er fast (is) eller gasformigt (damp). Men hvordan disse partikler bevæger sig og er arrangeret er forskelligt for hver tilstand.
Faste stoffer
Faste stoffer bevarer deres struktur og kan deles eller brydes med kraft. Du kan ikke passere gennem bordet, fordi både du og bordet er solide. Faste partikler har mindste beløb energier fra materiens tre traditionelle tilstande. Partikler er arrangeret i en bestemt strukturel rækkefølge med meget lille plads mellem dem.
De holdes sammen i balance og kan kun vibrere omkring en fast position. Som et resultat er faste stoffer stor tæthed og fast form og volumen. Hvis et bord står alene i et par dage, udvider det sig ikke, og et tyndt lag træ over hele gulvet vil ikke fylde rummet!
Væsker
Ligesom i et fast stof er partiklerne i en væske pakket tæt sammen, men er arrangeret tilfældigt. I modsætning til faste stoffer kan en person passere gennem en væske, dette skyldes svækkelsen af den tiltrækningskraft, der virker mellem partiklerne. I en væske kan partikler bevæge sig i forhold til hinanden.
Væsker har et fast volumen, men har ikke en fast form. De vil gravitationsstrøm. Men nogle væsker er mere tyktflydende end andre. I en viskøs væske er interaktionen mellem molekyler stærkere.
Flydende molekyler har meget mere kinetisk energi (bevægelsesenergi) end et fast legeme, men meget mindre end en gas.
gasser
Partikler i gasser er langt fra hinanden og tilfældigt arrangeret. Denne stoftilstand har den højeste kinetiske energi, da der praktisk talt ikke er nogen tiltrækkende kræfter mellem partiklerne.
Gasmolekyler er i konstant bevægelse i alle retninger (men kun i en lige linje), kolliderer med hinanden og med væggene i det kar, hvori de er placeret - dette forårsager tryk.
Gasser udvider sig også til fuldstændigt at fylde et kars volumen, uanset dets størrelse eller form - gasser har ikke en fast form eller volumen.
Indlæser...