Se sap que tot el que envolta una persona, inclòs ell mateix, són cossos formats per substàncies. Aquests, al seu torn, estan construïts a partir de molècules, aquests últims a partir d'àtoms, i són d'estructures encara més petites. Tanmateix, la diversitat que l'envolta és tan gran que és difícil imaginar fins i tot algun tipus de comuna. I n'hi ha. Els compostos es compten per milions, cadascun d'ells és únic en propietats, estructura i funció. En total, es distingeixen diversos estats de fase, segons els quals es poden correlacionar totes les substàncies.
Estats de la matèria
Hi ha quatre opcions per a l'estat agregat dels compostos.
- Gasos.
- Sòlids.
- Líquids.
- El plasma és gasos ionitzats molt enrarits.
En aquest article tindrem en compte les propietats dels líquids, les seves característiques estructurals i els possibles paràmetres de rendiment.
Classificació dels cossos líquids
Aquesta divisió es basa en les propietats dels líquids, la seva estructura i estructura química, així com els tipus d'interaccions entre les partícules que formen el compost.
- Aquests líquids que consisteixen en àtoms units per forces de Van der Waals. Alguns exemples són els gasos líquids (argó, metà i altres).
- Substàncies que consisteixen en dos àtoms idèntics. Exemples: gasos liquats: hidrogen, nitrogen, oxigen i altres.
- Metals líquids - mercuri.
- Substàncies constituïdes per elements units per enllaços polars covalents. Exemples: clorur d'hidrogen, iodur d'hidrogen, sulfur d'hidrogen i altres.
- Compostos en què hi ha enllaços d'hidrogen. Exemples: aigua, alcohols, amoníac en solució.
També hi ha estructures especials, com ara cristalls líquids, líquids no newtonians, que tenen propietats especials.
Considerarem les propietats bàsiques d'un líquid que el distingeixen de tots els altres estats d'agregació. En primer lloc, aquests són els que normalment s'anomenen físics.
Propietats dels líquids: forma i volum
En total, es poden distingir unes 15 característiques que ens permeten descriure quines són les substàncies en qüestió i quins són el seu valor i característiques.
Les primeres propietats físiques d'un líquid que vénen al cap en esmentar aquest estat d'agregació són la capacitat de canviar de forma i ocupar un cert volum. Així, per exemple, si parlem de la forma de les substàncies líquides, generalment s'accepta considerar-la absent. Tanmateix, aquest no és el cas.
Sota l'acció de la coneguda força de la gravetat, les gotes de matèria pateixen una certa deformació, de manera que la seva forma es trenca i esdevé indefinida. No obstant això, si es posa una caiguda en condicions en què la gravetat no actuao molt limitat, llavors agafarà la forma ideal d'una bola. Així, tenint en compte la tasca: "Anomena les propietats dels líquids", una persona que es consideri experta en física hauria d'esmentar aquest fet.
Pel que fa al volum, aquí cal destacar les propietats generals dels gasos i líquids. Tots dos són capaços d'ocupar tot el volum d'espai en què es troben, limitat només per les parets del vaixell.
Viscositat
Les propietats físiques dels líquids són molt diverses. Però un d'ells és únic, com la viscositat. Què és i com es defineix? Els principals paràmetres dels quals depèn el valor considerat són:
- estrès tangencial;
- gradient de velocitat en moviment.
La dependència dels valors indicats és lineal. Si ho expliquem amb paraules més senzilles, aleshores la viscositat, com el volum, són propietats dels líquids i gasos que els són comunes i impliquen moviment il·limitat, independentment de les forces d'influència externes. És a dir, si l'aigua surt de l'embarcació, ho continuarà fent sota qualsevol influència (gravetat, fricció i altres paràmetres).
Això és diferent dels fluids no newtonians, que són més viscosos i poden deixar forats darrere que s'omplen amb el pas del temps.
De què dependrà aquest indicador?
- De la temperatura. Amb l'augment de la temperatura, la viscositat d'alguns líquids augmenta, mentre que d' altres, al contrari,disminueix. Depèn del compost específic i de la seva estructura química.
- De la pressió. Un augment provoca un augment de l'índex de viscositat.
- De la composició química de la matèria. La viscositat canvia en presència d'impureses i components estranys en una mostra d'una substància pura.
Capacitat de calor
Aquest terme es refereix a la capacitat d'una substància per absorbir una determinada quantitat de calor per augmentar la seva pròpia temperatura en un grau centígrad. Hi ha diferents connexions per a aquest indicador. Alguns tenen més, d' altres menys capacitat de calor.
Així, per exemple, l'aigua és un molt bon acumulador de calor, la qual cosa permet que sigui molt utilitzada per a sistemes de calefacció, cuina i altres necessitats. En general, l'índex de capacitat calorífica és estrictament individual per a cada líquid individual.
Tensió superficial
Sovint, després d'haver rebut la tasca: "Anomena les propietats dels líquids", recorden immediatament la tensió superficial. Després de tot, els nens se li presenten a les classes de física, química i biologia. I cada element explica aquest important paràmetre des del seu propi costat.
La definició clàssica de tensió superficial és la següent: és un límit de fase. És a dir, en el moment en què el líquid ha ocupat un cert volum, limita a l'exterior amb un medi gasós: aire, vapor o alguna altra substància. Així, la separació de fases es produeix al punt de contacte.
Al mateix temps, les molècules tendeixen a envoltar-se de tantes partícules com sigui possible i, per tant, condueixen, per dir-ho, acomprimint el fluid en el seu conjunt. Per tant, la superfície sembla estirada. La mateixa propietat també pot explicar la forma esfèrica de les gotes líquides en absència de gravetat. Després de tot, aquesta forma és la ideal des del punt de vista de l'energia de la molècula. Exemples:
- bombolles de sabó;
- aigua bullint;
- gotes líquides en ingravidesa.
Alguns insectes s'han adaptat a "caminar" per la superfície de l'aigua precisament per la tensió superficial. Exemples: caminants aquàtics, ocells aquàtics, algunes larves.
Color
Hi ha propietats comunes de líquids i sòlids. Un d'ells és la fluïdesa. Tota la diferència és que per als primers és il·limitat. Quina és l'essència d'aquest paràmetre?
Si apliqueu una força externa a un cos líquid, aquest es dividirà en parts i les separarà unes de les altres, és a dir, fluirà. En aquest cas, cada part tornarà a omplir tot el volum del recipient. Per als sòlids, aquesta propietat és limitada i depèn de les condicions externes.
Dependència de les propietats de la temperatura
Inclou tres paràmetres que caracteritzen les substàncies que estem considerant:
- sobreescalfament;
- refrigeració;
- bullint.
Tales propietats dels líquids com el sobreescalfament i la hipotèrmia estan directament relacionades amb els punts crítics d'ebullició i congelació (punts), respectivament. Un líquid sobreescalfat és un líquid que ha superat el llindar del punt d'escalfament crític quan està exposat a la temperatura, però que no ha mostrat signes externs d'ebullició.
Supercooled, respectivament, anomenatun líquid que ha superat el llindar del punt crític de transició a una altra fase sota la influència de les baixes temperatures, però que no s'ha convertit en sòlid.
Tant en el primer com en el segon cas, hi ha condicions per a la manifestació d'aquestes propietats.
- Sense efectes mecànics en el sistema (moviment, vibració).
- Temperatura uniforme, sense s alts i caigudes sobtades.
Un fet interessant és que si llenceu un objecte estrany a un líquid sobreescalfat (per exemple, aigua), bullirà a l'instant. Podeu obtenir-lo escalfant sota la influència de la radiació (en un forn de microones).
Convivència amb altres fases de la matèria
Hi ha dues opcions per a aquest paràmetre.
- Líquid - gas. Aquests sistemes són els més estesos, ja que existeixen a tot arreu a la natura. Després de tot, l'evaporació de l'aigua forma part del cicle natural. En aquest cas, el vapor resultant existeix simultàniament amb aigua líquida. Si parlem d'un sistema tancat, també allà es produeix l'evaporació. És que el vapor es satura molt ràpidament i tot el sistema en conjunt arriba a l'equilibri: líquid - vapor saturat.
- Líquid - sòlids. Especialment en aquests sistemes, es nota una propietat més: la humectació. En la interacció de l'aigua i un sòlid, aquest últim es pot mullar totalment, parcialment o fins i tot repel·lir l'aigua. Hi ha compostos que es dissolen en aigua de manera ràpida i pràcticament indefinida. N'hi ha que no són capaços d'això en absolut (alguns metalls, diamants i altres).
En general, la disciplina de la hidroaeromecànica es dedica a l'estudi de la interacció de líquids amb compostos en altres estats d'agregació.
Compressibilitat
Les propietats bàsiques d'un fluid serien incompletes si no esmentéssim la compressibilitat. Per descomptat, aquest paràmetre és més típic per als sistemes de gas. Tanmateix, els que estem considerant també es poden comprimir en determinades condicions.
La principal diferència és la velocitat del procés i la seva uniformitat. Tot i que un gas es pot comprimir ràpidament i a baixa pressió, els líquids es comprimeixen de manera desigual, el temps suficient i en condicions especialment seleccionades.
Evaporació i condensació de líquids
Aquestes són dues propietats més del líquid. La física els dóna les explicacions següents:
- L'evaporació és el procés que caracteritza la transició gradual d'una substància d'un estat líquid d'agregació a un estat sòlid. Això passa sota la influència dels efectes tèrmics sobre el sistema. Les molècules comencen a moure's i, canviant la seva xarxa cristal·lina, passen a un estat gasós. El procés pot continuar fins que tot el líquid es converteix en vapor (per a sistemes oberts). O fins que s'estableixi l'equilibri (per als vaixells tancats).
- La condensació és un procés oposat a l'indicat anteriorment. Aquí el vapor passa a les molècules líquides. Això passa fins que s'estableix un equilibri o una transició de fase completa. El vapor allibera més partícules al líquid que no pas a ell.
Exemples típics d'aquests dos processos a la natura són l'evaporació de l'aigua de la superfície de l'oceà mundial, la seva condensació enatmosfera superior i després caigudes.
Propietats mecàniques del fluid
Aquestes propietats són objecte d'estudi d'una ciència com la hidromecànica. Concretament, la seva secció, la teoria de la mecànica de fluids i gasos. Els principals paràmetres mecànics que caracteritzen l'estat d'agregació considerat de les substàncies inclouen:
- densitat;
- share;
- viscositat.
Sota la densitat d'un cos líquid, entén la seva massa, que està continguda en una unitat de volum. Aquest indicador varia per a diferents compostos. Ja hi ha dades calculades i mesurades experimentalment sobre aquest indicador, que s'introdueixen en taules especials.
La gravetat específica es considera el pes d'una unitat de volum de líquid. Aquest indicador depèn molt de la temperatura (a mesura que augmenta, el seu pes disminueix).
Per què estudiar les propietats mecàniques dels líquids? Aquest coneixement és important per entendre els processos que ocorren a la natura, dins del cos humà. També a l'hora de crear mitjans tècnics, diversos productes. Després de tot, les substàncies líquides són una de les formes agregades més comunes al nostre planeta.
Fluids no newtonians i les seves propietats
Les propietats dels gasos, líquids, sòlids són objecte d'estudi de la física, així com d'algunes disciplines relacionades. Tanmateix, a més de les substàncies líquides tradicionals, també n'hi ha les anomenades no newtonianes, que també són estudiades per aquesta ciència. Què són i per què van obtenirquin és el títol?
Per entendre quins són aquests compostos, aquí teniu els exemples domèstics més habituals:
- "Slime" jugat per nens;
- "xiclet de mà", o xiclet per a les mans;
- pintura de construcció normal;
- solució de midó en aigua, etc.
És a dir, es tracta de líquids la viscositat dels quals obeeix al gradient de velocitat. Com més ràpid sigui l'impacte, major serà l'índex de viscositat. Per tant, quan un xiclet de mà colpeja el terra amb un cop fort, es converteix en una substància completament sòlida que es pot trencar a trossos.
Si el deixes sol, en pocs minuts es convertirà en un bassal enganxós. Els líquids no newtonians són substàncies força úniques pel que fa a les seves propietats, que s'han utilitzat no només amb finalitats tècniques, sinó també amb finalitats culturals i quotidianes.
