Skystis yra medžiagos būsena, kuriai būdingos molekulės, kurios yra pakankamai arti viena kitos, kad sudarytų laikinus ryšius (sukibimą) ir judėtų viena aplink kitą (skystamumas). Skysčiai turi tam tikrą tūrį ir įgauna talpyklos formą. Jie dažniausiai randami gamtoje.
Pažvelkime į kiekvieną iš jų išsamiau.
Šiame įraše aptarsime:
Skysčių pavyzdžiai: daugiau nei tik vanduo
Kai kalbame apie skysčius, mes kalbame apie materijos būseną. Skirtingai nuo kietųjų medžiagų, kurių forma ir tūris yra fiksuota, ir dujų, kurios išsiplečia, kad užpildytų bet kokią talpyklą, skysčiai turi fiksuotą tūrį, tačiau įgauna talpyklos formą. Kai kurios skysčių savybės:
- Beveik nesuspaudžiamas: skysčių tūris yra fiksuotas, o tai reiškia, kad juos sunku suspausti. Taip yra dėl to, kad skystyje esančios molekulės yra arti viena kitos ir turi mažai judėjimo laisvės.
- Tankis: skysčiams būdingas jų tankis, kuris yra tūrio vieneto masė. Skysčio tankį veikia temperatūra ir slėgis, tačiau tam tikros rūšies medžiagos tankis išlieka pastovus.
- Sanglauda ir sukibimas: skysčiai turi sanglaudos savybę, o tai reiškia, kad molekulės traukia viena kitą. Jie taip pat turi sukibimo savybę, o tai reiškia, kad juos traukia kietos medžiagos paviršius.
- Klampumas: skysčiai turi tam tikrą pasipriešinimą tekėjimui, kuris yra žinomas kaip klampumas. Šią savybę įtakoja temperatūra ir skysčio cheminė sudėtis.
Skysčių pavyzdžiai
Kai galvojame apie skysčius, pirmas dalykas, kuris ateina į galvą, dažniausiai yra vanduo. Tačiau yra daug kitų skysčių pavyzdžių, įskaitant:
- Augalinis aliejus: tai įprastas kepimo aliejus, kuris nesimaišo su vandeniu, tai reiškia, kad jis nesimaišo su vandeniu.
- Alkoholis: tai įprastas skystis, maišomas su vandeniu, tai reiškia, kad jis maišosi su vandeniu.
- Gyvsidabris: tai metalinis elementas, kuris kambario temperatūroje yra skystas. Jis pasižymi dideliu tankiu ir dažniausiai naudojamas termometruose.
- Rubidis: tai dar vienas metalinis elementas, kuris yra skystas aukštesnėje temperatūroje.
- Cheminės medžiagos: yra daug skystų cheminių medžiagų, įskaitant kai kurias, kurių gausu kasdieniame gyvenime, pavyzdžiui, benziną ir valymo produktus.
Skysčiai ir jų savybės
Skysčių savybės gali sukelti įdomių reiškinių. Pavyzdžiui:
- Skysčiai gali keisti formą: Skirtingai nuo kietų medžiagų, kurios turi fiksuotą formą, skysčiai gali įgauti talpyklos formą. Ši savybė atsiranda dėl to, kad skystyje esančios molekulės gali gana laisvai judėti.
- Skysčiai užpildo talpyklas: nors skysčiai nesiplečia, kad užpildytų indą, kaip dujos, jie užpildo talpyklą, kurioje yra. Taip yra todėl, kad skysčių tūris yra fiksuotas.
- Skysčiai išsisklaido ant paviršių: Kai skystis dedamas ant paviršiaus, jis sklaidysis tol, kol pasieks pusiausvyros būseną. Taip yra dėl sanglaudos ir sukibimo savybių.
Kas daro skysčius unikalius?
Skysčiai yra žavinga materijos būsena, turinti savybių, išskiriančių juos nuo kietųjų medžiagų ir dujų. Štai keletas pagrindinių skysčių savybių:
- Tūris: skysčiai turi tam tikrą tūrį, tai reiškia, kad jie užima tam tikrą vietos kiekį.
- Forma: skysčiai įgauna talpyklos formą dėl nesubalansuotų jėgų tarp jų dalelių.
- Sanglaudos jėgos: Skysčio molekulės traukia viena kitą, todėl susidaro paviršiaus įtempimas ir gebėjimas formuoti lašus.
- Klampumas: skysčiai turi savo atsparumo tekėjimui matą, kuris gali labai skirtis priklausomai nuo skysčio tipo. Pavyzdžiui, vandens klampumas mažas, o medaus klampumas didelis.
- Paviršiaus įtempis: Skysčiai turi savybę, vadinamą paviršiaus įtempimu, kuri yra skysčio paviršiuje esančių dalelių sanglaudos jėgų rezultatas. Ši savybė svarbi daugelyje procesų, tokių kaip kapiliarinis veikimas.
- Garavimas: skysčiai gali virsti dujų faze per procesą, vadinamą garavimu, kuriam reikia energijos, kad būtų nutrauktas ryšys tarp dalelių.
Skysčių ir kietųjų medžiagų skirtumai
Nors tiek skysčiai, tiek kietosios medžiagos laikomos kondensuotomis medžiagos fazėmis, tarp jų yra aiškių skirtumų:
- Forma: kietosios medžiagos turi fiksuotą formą, o skysčiai įgauna talpyklos formą.
- Dalelės: dalelės kietoje medžiagoje yra išdėstytos fiksuotai, o skystyje esančios dalelės gali laisvai judėti viena aplink kitą.
- Tūris: kietųjų medžiagų tūris yra fiksuotas, o skysčių tūris yra tam tikras, bet gali keisti formą.
- Sanglauda: kietose medžiagose sanglaudos jėgos yra stipresnės nei skysčiuose, todėl paviršiaus įtempis yra didesnis.
Skysčių savybių supratimo svarba
Skysčių savybių supratimas yra svarbus daugelyje sričių, įskaitant:
- Chemija: norint apibūdinti junginių elgseną ir išmatuoti jų fizikinius bei cheminius pokyčius, reikia žinoti skysčių savybes.
- Fizika: Skysčių tyrimas yra svarbus norint suprasti skysčių elgesį, kuris yra labai svarbus daugelyje fizikos sričių.
- Žemės mokslas: skysčių savybės yra svarbios norint suprasti vandens elgesį Žemėje, įskaitant jo vaidmenį vandens cikle ir poveikį aplinkai.
Skysčių savybių matavimas
Yra daug būdų, kaip išmatuoti skysčių savybes, įskaitant:
- Klampumas: atsparumą srautui galima išmatuoti naudojant viskozimetrą.
- Paviršiaus įtempis: Skysčio paviršiaus įtempį galima išmatuoti naudojant tenziometrą.
- Tankis: skysčio tūrio vieneto masę galima išmatuoti naudojant hidrometrą.
- Virimo temperatūra: temperatūrą, kurioje skystis virsta dujų faze, galima išmatuoti termometru.
Skystų tyrimų ateitis
Dar reikia daug sužinoti apie skysčius, o tyrimai šioje srityje tęsiami. Kai kurios pagrindinės dėmesio sritys apima:
- Sudėtingi skysčiai: skysčiai, kurių struktūra sudėtingesnė nei paprastų skysčių, pavyzdžiui, polimerai ir skystieji kristalai.
- Aukšto slėgio skysčiai: skysčiai, veikiami aukšto slėgio, pavyzdžiui, esantys giliai Žemėje.
- Karšti skysčiai: skysčiai, kaitinami iki aukštos temperatūros, pvz., naudojami pramoniniuose procesuose.
Būsenų keitimas: etapų reikalas
Lydymasis yra perėjimas iš kietos fazės į skystąją. Štai keletas dalykų, kuriuos reikia atminti:
- Kaitinant kietą medžiagą, jos molekulės pradeda vis greičiau vibruoti.
- Tam tikru momentu molekulės turi pakankamai energijos, kad išsivaduotų iš fiksuotų pozicijų ir pradėtų judėti.
- Tai yra tada, kai kieta medžiaga pradeda tirpti ir tampa skysčiu.
Iš skysto į kietą: užšalimas
Užšalimas yra priešingas tirpimui. Tai perėjimas iš skystos fazės į kietą. Štai keletas dalykų, kuriuos reikia atminti:
- Kai skystis atšaldomas, jo molekulės pradeda judėti lėčiau ir lėčiau.
- Tam tikru momentu molekulės praranda pakankamai energijos, kad galėtų judėti ir pradėti nusistovėti fiksuotose pozicijose.
- Tai yra tada, kai skystis pradeda užšalti ir tampa kieta medžiaga.
Iš skysčio į dujas: garavimas
Garavimas yra perėjimas iš skystosios fazės į dujinę. Štai keletas dalykų, kuriuos reikia atminti:
- Kaitinamas skystis, jo molekulės pradeda judėti vis greičiau.
- Tam tikru momentu molekulės turi pakankamai energijos, kad atsiskirtų nuo skysčio paviršiaus ir taptų dujomis.
- Tada skystis pradeda garuoti ir virsta dujomis.
Iš dujų į skystį: Kondensatas
Kondensatas yra garavimo priešingybė. Tai perėjimas iš dujinės fazės į skystąją. Štai keletas dalykų, kuriuos reikia atminti:
- Kai dujos atšaldomos, jų molekulės pradeda judėti lėčiau ir lėčiau.
- Tam tikru momentu molekulės praranda pakankamai energijos, kad liktų kartu ir pradėtų formuotis skystis.
- Tai yra tada, kai dujos pradeda kondensuotis ir tampa skysčiu.
Medžiagos būsenų keitimas yra žavus procesas, vykstantis visur aplink mus. Nesvarbu, ar tai būtų gėrime tirpstantis ledas, ar rytinės kavos garai, materijos fazių supratimas gali padėti mums įvertinti pasaulį visiškai nauju būdu.
Vandens lipnus pobūdis: sanglauda ir sukibimas
Sanglauda ir sukibimas yra susiję su skysčių paviršiaus įtempimu. Paviršiaus įtempimas yra jėga, dėl kurios skysčio paviršius susitraukia ir suformuoja formą, sumažinančią paviršiaus plotą. Sanglauda yra atsakinga už vandens paviršiaus įtempimą, o sukibimas leidžia vandeniui prilipti prie kitų paviršių.
Sanglaudos ir sukibimo pavyzdžiai veikiant
Štai keletas sanglaudos ir sukibimo kasdieniame gyvenime pavyzdžių:
- Vandens lašelis ant blizgaus paviršiaus sudaro beveik sferinę formą dėl sanglaudos jėgų tarp vandens molekulių.
- Talpykloje esantis vanduo dėl sukibimo gali sušlapti.
- Kapiliarinis veikimas, leidžiantis vandeniui judėti siaurais vamzdeliais, yra ir sanglaudos, ir sukibimo rezultatas.
- Meniskas, išlenktas skysčio paviršius talpykloje, atsiranda dėl sanglaudos ir sukibimo jėgų pusiausvyros.
Sanglaudos ir sukibimo poveikis
Sukibimo ir sukibimo jėgų stiprumas priklauso nuo skysčio tipo ir paviršiaus, su kuriuo jis liečiasi. Štai keletas sanglaudos ir sukibimo efektų:
- Vanduo kaupiasi ant vaškuoto paviršiaus, nes sanglaudos jėgos tarp vandens molekulių yra didesnės nei sukibimo jėgos tarp vandens ir vaško.
- Dažai linkę išsilyginti ant stiklo paviršiaus, nes sukibimo jėgos tarp dažų ir stiklo yra didesnės nei sanglaudos jėgos tarp dažų molekulių.
- Gyvsidabris siaurame stikliniame vamzdelyje sudaro įgaubtą meniską, nes sukibimo jėgos tarp gyvsidabrio ir stiklo yra didesnės nei sanglaudos jėgos tarp gyvsidabrio molekulių.
- Muilo burbulai turi tendenciją formuoti sferas dėl sanglaudos ir sukibimo jėgų pusiausvyros.
Sanglauda ir sukibimas yra patrauklios skysčių savybės, leidžiančios jiems formuoti skirtingas formas ir sąveikauti su kitais objektais. Šių savybių supratimas gali padėti sutaupyti vandens ir efektyviau jį naudoti kasdieniame gyvenime.
Lipnus klampumo verslas
Klampumas yra terminas, vartojamas fizikoje ir fizikinėje chemijoje, apibūdinantis skysčio atsparumą tekėjimui. Tai yra skysčio vidinės trinties matas, kurį veikia tokie veiksniai kaip temperatūra, slėgis ir skystį sudarančių molekulių dydis ir forma.
Kaip matuojamas klampumas?
Klampumas paprastai matuojamas naudojant prietaisą, vadinamą viskozimetru, kuris matuoja laiką, per kurį skystis praeina per siaurą vamzdelį ar kanalą. Skysčio klampumas išreiškiamas puais arba centipuais, o vienas puzas yra lygus vienai dyno sekundei kvadratiniam centimetrui.
Kokios yra problemos, susijusios su klampumu?
Nors klampumas yra svarbi skysčių savybė, jis taip pat gali sukelti problemų tam tikrose situacijose. Pavyzdžiui, dėl didelio klampumo gali būti sunku siurbti skysčius vamzdynais, o dėl mažo klampumo gali atsirasti nuotėkio ir kitų problemų.
Ištekliai tolesnei diskusijai
Jei norite sužinoti daugiau apie klampumą ir jo vaidmenį skysčių elgsenoje, internete ir spaudoje yra daug išteklių. Kai kurie naudingi informacijos šaltiniai:
- Fizinės chemijos ir kondensuotųjų medžiagų fizikos vadovėliai
- Moksliniai žurnalai, tokie kaip „Physical Review Letters“ ir „Journal of Chemical Physics“.
- Internetiniai forumai ir diskusijų lentos mokslininkams ir tyrėjams
- Tinklalapiai ir tinklaraščiai, skirti skysčiams ir jų savybėms tirti
Garinimas: mokslas, susijęs su skysčio pavertimu garais
Garavimas yra procesas, kurio metu skystis pereina į dujinę būseną. Tai atsiranda, kai skysčio molekulės įgyja pakankamai kinetinės energijos, kad išvengtų jėgų, kurios jas laiko kartu. Šiam procesui reikalinga energija vadinama šiluma ir gali būti teikiama saulės spindulių, maisto gaminimo ar bet kurio kito šilumos šaltinio pavidalu. Kai skystis kaitinamas, jo molekulės juda greičiau, todėl padidėja tikimybė turėti pakankamai energijos, kad ištrūktų iš skystos fazės.
Temperatūros ir slėgio vaidmuo
Aplinkos temperatūra ir slėgis vaidina svarbų vaidmenį garavimo procese. Kai temperatūra aukštesnė, skystyje esančios molekulės turi didesnę kinetinę energiją, todėl joms tampa lengviau ištrūkti iš skystos fazės. Kita vertus, kai slėgis mažesnis, molekulės turi daugiau erdvės judėti ir joms tampa lengviau ištrūkti iš skystos fazės.
Išgarinimas prieš garavimą
Garinimas dažnai painiojamas su garinimu, tačiau tai nėra tas pats dalykas. Garinimas yra procesas, kurio metu skystis paverčiamas dujomis, ir tai gali įvykti bet kurioje temperatūroje. Kita vertus, garavimas vyksta tik skysčio paviršiuje ir tik tada, kai skystis yra žemiau virimo temperatūros.
Garavimas įvairiose aplinkose
Išgaravimas gali įvykti bet kurioje aplinkoje, tačiau jis vyksta greičiau šiltesnėje ir sausesnėje aplinkoje. Štai keletas konkrečių pavyzdžių:
- Karštame ir sausame klimate garavimas vyksta greičiau nei šaltame ir drėgname klimate.
- Didesniame aukštyje garavimas vyksta greičiau, nes oro slėgis yra mažesnis.
- Išgaravimas vyksta greičiau vietose, kuriose ore yra platus deguonies pasiskirstymas.
- Pavėsingose vietose garavimas vyksta greičiau, nes skysčiui šildyti mažiau tiesioginių saulės spindulių.
Kondensatas ir vandens ciklas
Kai atmosferoje esantys vandens garai atvėsta, jie galiausiai vėl virsta skysčiu per procesą, vadinamą kondensacija. Tada šis skystis gali nukristi atgal į Žemės paviršių kaip krituliai, užbaigdamas vandens ciklą.
Mokslas apie skysčių nepastovumą
Lakumas – tai medžiagos polinkis garuoti arba išgaruoti. Jis glaudžiai susijęs su skysčio garų slėgiu, kuris yra medžiagos polinkio išeiti į dujų fazę matas. Skysčio lakumas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant atskirų jo molekulių dydį ir formą, jungties tarp gretimų atomų ar dalelių stiprumą ir energiją, reikalingą tiems ryšiams nutraukti ir medžiagai virsti iš skysčio. prie dujų.
Garų slėgio svarba
Garų slėgis yra santykinio skysčio lakumo laipsnio matas. Tai slėgis, kurį tam tikroje temperatūroje daro medžiagos garai uždaroje talpykloje. Kuo didesnis garų slėgis, tuo skystis lakesnis. Ši savybė yra svarbi nustatant skysčio virimo temperatūrą, taip pat jo polinkį išgaruoti.
Degumas ir nepastovumas
Medžiagos degumas yra glaudžiai susijęs su jos lakumu. Lakieji skysčiai, kurių pliūpsnio temperatūra yra žema, ty temperatūra, kurioje skystis išskiria pakankamai garų, kad susidarytų degus mišinys su oru, laikomi labai degiais. Štai kodėl svarbu su lakiais skysčiais elgtis atsargiai ir laikantis saugos taisyklių.
Lakiųjų skysčių naudojimas pramonėje
Lakieji skysčiai dažniausiai naudojami pramoniniuose procesuose, tokiuose kaip:
- Tirpikliai: naudojami kitoms medžiagoms ištirpinti gaminant įvairius produktus.
- Kuras: naudojamas kaip energijos šaltinis varikliuose ir kitose mašinose.
- Valymo priemonės: naudojamos paviršiams valyti ir dezinfekuoti įvairiose pramonės šakose.
Apibendrinant galima pasakyti, kad skysčių lakumas yra sudėtingas procesas, kuris priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant atskirų molekulių savybes, temperatūrą ir kitų medžiagų buvimą. Suprasti nepastovumo mokslą yra svarbu daugelyje pramonės šakų, nuo gamybos iki energijos gamybos.
Išvada
Taigi, tai yra skystis. Skystis yra materijos būsena, kitaip nei kietosios medžiagos, kuriai būdingas fiksuotas tūris ir skysčio forma ir apimanti beveik viską, ką matome aplink mus kiekvieną dieną.
Jūs negalite iš tikrųjų suprasti skysčių nesuvokdami sanglaudos ir sukibimo savybių, o jūs negalite suprasti tų, nesuvokdami molekulių ir atomų. Taigi, tikiuosi, kad šis vadovas padėjo jums geriau suprasti, kas yra skysčiai.
Aš esu Joostas Nusselderis, Tools Doctor įkūrėjas, turinio rinkodaros specialistas ir tėtis. Man patinka išbandyti naują įrangą, o kartu su savo komanda nuo 2016 m. kuriu išsamius tinklaraščio straipsnius, kad padėtų ištikimiems skaitytojams gauti įrankių ir kūrimo patarimų.
