Шингэн гэдэг нь бие биендээ хангалттай ойрхон молекулуудаар тодорхойлогддог бодисын төлөвийг түр зуурын холбоо (наалдац) үүсгэж, бие биенээ тойрон хөдөлдөг (шингэн чанар) юм. Шингэн нь тодорхой эзэлхүүнтэй бөгөөд савны хэлбэрийг авдаг. Тэд ихэвчлэн байгальд байдаг.
Эдгээр тус бүрийг илүү нарийвчлан авч үзье.
Энэ нийтлэлд бид дараахь зүйлийг авч үзэх болно.
Шингэний жишээ: Уснаас ч илүү
Шингэний тухай ярихдаа бид материйн төлөв байдлыг хэлж байна. Тогтмол хэлбэр, эзэлхүүнтэй хатуу биетүүд, ямар ч савыг дүүргэхээр өргөсдөг хийүүдээс ялгаатай нь шингэн нь тогтмол эзэлхүүнтэй боловч савныхаа хэлбэрийг авдаг. Шингэний зарим шинж чанарууд нь:
- Бараг шахагдахгүй: Шингэн нь тогтмол эзэлхүүнтэй тул шахахад хэцүү гэсэн үг. Энэ нь шингэн дэх молекулууд хоорондоо ойрхон, хөдөлгөөний эрх чөлөө багатай байдагтай холбоотой.
- Нягт: Шингэнүүд нь нягтралаараа тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь нэгж эзэлхүүн дэх масс юм. Шингэний нягт нь температур, даралтаас хамаардаг боловч тодорхой төрлийн бодисын хувьд нягт нь тогтмол хэвээр байна.
- Нэгдмэл байдал ба наалдац: Шингэн нь нэгдмэл шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь молекулууд бие биедээ татагддаг гэсэн үг юм. Тэд мөн наалдамхай шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь хатуу биетийн гадаргууд татагддаг гэсэн үг юм.
- Зуурамтгай чанар: Шингэн нь урсгалд тодорхой эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд үүнийг зуурамтгай чанар гэж нэрлэдэг. Энэ шинж чанар нь температур, шингэний химийн найрлагад нөлөөлдөг.
Шингэний жишээ
Шингэнийг бодоход хамгийн түрүүнд ус санаанд ордог. Гэсэн хэдий ч шингэний бусад олон жишээ байдаг, үүнд:
- Ургамлын тос: Энэ нь устай холилддоггүй энгийн хоол хийх тос бөгөөд устай холилддоггүй.
- Архи: Энэ нь устай холилдох нийтлэг шингэн бөгөөд устай холилддог.
- Мөнгөн ус: Энэ бол өрөөний температурт шингэн байдаг металл элемент юм. Энэ нь өндөр нягтралаараа онцлог бөгөөд ихэвчлэн термометрт ашиглагддаг.
- Рубидиум: Энэ бол өндөр температурт шингэн байдаг өөр нэг металл элемент юм.
- Химийн бодис: Шингэн хэлбэрээр байдаг олон химийн бодисууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь бензин, цэвэрлэгээний бүтээгдэхүүн зэрэг бидний өдөр тутмын амьдралд элбэг байдаг.
Шингэн ба тэдгээрийн шинж чанар
Шингэний шинж чанар нь зарим сонирхолтой үзэгдлүүдэд хүргэдэг. Жишээлбэл:
- Шингэн хэлбэрээ өөрчилж болно: Тогтмол хэлбэртэй хатуу биетүүдээс ялгаатай нь шингэн нь савныхаа хэлбэрийг авч чаддаг. Энэ шинж чанар нь шингэн дэх молекулууд харьцангуй чөлөөтэй хөдөлдөгтэй холбоотой юм.
- Шингэн савыг дүүргэдэг: Шингэн нь хий шиг савыг дүүргэхийн тулд өргөсдөггүй ч дотор нь байгаа савыг дүүргэдэг. Учир нь шингэн нь тогтмол эзэлхүүнтэй байдаг.
- Шингэн гадаргуу дээр тархах: Шингэнийг гадаргуу дээр байрлуулахад тэнцвэрт байдалд хүрэх хүртэл тархдаг. Энэ нь нэгдэл, наалдсан шинж чанартай холбоотой юм.
Шингэнийг юугаараа өвөрмөц болгодог вэ?
Шингэн бол хатуу бодис, хийнээс ялгах шинж чанартай материйн гайхалтай төлөв байдал юм. Шингэний үндсэн шинж чанарууд энд байна.
- Эзлэхүүн: Шингэн нь тодорхой эзэлхүүнтэй бөгөөд тодорхой хэмжээний зай эзэлдэг.
- Хэлбэр: Шингэнүүд нь бөөмс хоорондын тэнцвэргүй хүчний улмаас савныхаа хэлбэрийг авдаг.
- Хамтарсан хүч: Шингэн дэх молекулууд бие биедээ татагдаж, улмаар гадаргуугийн хурцадмал байдал, дусал үүсгэх чадварыг бий болгодог.
- Зуурамтгай чанар: Шингэнүүд нь урсгалыг эсэргүүцэх хэмжүүртэй байдаг бөгөөд энэ нь шингэний төрлөөс хамааран ихээхэн ялгаатай байж болно. Жишээлбэл, усны зуурамтгай чанар бага байдаг бол зөгийн бал нь өндөр зуурамтгай чанартай байдаг.
- Гадаргуугийн хурцадмал байдал: Шингэнүүд нь гадаргуугийн хурцадмал байдал гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь шингэний гадаргуу дээрх хэсгүүдийн хоорондын уялдаа холбоотой хүчний үр дүнд үүсдэг. Энэ шинж чанар нь хялгасан судасны үйл ажиллагаа гэх мэт олон процесст чухал ач холбогдолтой.
- Ууршилт: Ууршилт гэж нэрлэгддэг процессоор шингэн нь хийн фаз болж хувирдаг бөгөөд энэ нь бөөмс хоорондын холбоог таслахад эрчим хүч шаарддаг.
Шингэн ба хатуу бодисын хоорондох ялгаа
Шингэн ба хатуу биетийг хоёуланг нь материйн конденсацын үе гэж үздэг ч энэ хоёрын хооронд тодорхой ялгаа байдаг.
- Хэлбэр: Хатуу бодис нь тогтсон хэлбэртэй байдаг бол шингэн нь савныхаа хэлбэрийг авдаг.
- Бөөмс: Хатуу биет дэх тоосонцор нь тогтсон хэв маягаар байрладаг бол шингэн дэх хэсгүүд бие биенээ чөлөөтэй хөдөлгөдөг.
- Эзлэхүүн: Хатуу бодис нь тогтмол эзэлхүүнтэй байдаг бол шингэн нь тодорхой эзэлхүүнтэй боловч хэлбэрээ өөрчилж чаддаг.
- Нэгдмэл байдал: Хамтарсан хүч нь шингэнээс илүү хатуу биетэд хүчтэй байдаг тул гадаргуугийн хурцадмал байдал өндөр байдаг.
Шингэний шинж чанарыг ойлгохын ач холбогдол
Шингэний шинж чанарыг ойлгох нь олон салбарт чухал ач холбогдолтой бөгөөд үүнд:
- Хими: Шингэний шинж чанарыг мэдэх нь нэгдлүүдийн шинж чанарыг тодорхойлох, тэдгээрийн физик, химийн өөрчлөлтийг хэмжихэд шаардлагатай.
- Физик: Шингэнийг судлах нь шингэний зан төлөвийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь физикийн олон салбарт чухал ач холбогдолтой юм.
- Дэлхийн шинжлэх ухаан: Шингэний шинж чанар нь дэлхий дээрх усны төлөв байдал, түүний дотор усны эргэлтэд гүйцэтгэх үүрэг, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө зэргийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой.
Шингэний шинж чанарыг хэмжих
Шингэний шинж чанарыг хэмжих олон арга байдаг, үүнд:
- Зуурамтгай чанар: Урсгалын эсэргүүцлийг вискозиметр ашиглан хэмжиж болно.
- Гадаргуугийн хурцадмал байдал: Шингэний гадаргуугийн хурцадмал байдлыг тенсиометр ашиглан хэмжиж болно.
- Нягт: Шингэний нэгж эзэлхүүн дэх массыг гидрометр ашиглан хэмжиж болно.
- Буцлах цэг: Шингэний хийн фаз руу шилжих температурыг термометр ашиглан хэмжиж болно.
Шингэний судалгааны ирээдүй
Шингэний талаар сурах зүйл их байгаа бөгөөд энэ чиглэлээр судалгаа хийсээр байна. Анхаарал хандуулах зарим гол чиглэлүүд:
- Нарийн төвөгтэй шингэн: Полимер, шингэн талст гэх мэт энгийн шингэнээс илүү нарийн бүтэцтэй шингэн.
- Өндөр даралттай шингэн: Дэлхийн гүнд байдаг шиг өндөр даралтанд өртдөг шингэн.
- Халуун шингэн: Үйлдвэрлэлийн процесст ашигладаг зэрэг өндөр температурт халдаг шингэн.
Өөрчлөгдөж буй төлөвүүд: үе шатуудын асуудал
Хайлах нь хатуу үе шатаас шингэн үе рүү шилжих шилжилт юм. Дараах зүйлсийг анхаарах хэрэгтэй.
- Хатуу биеийг халаахад түүний молекулууд илүү хурдан, хурдан чичирч эхэлдэг.
- Тодорхой мөчид молекулууд тогтсон байрлалаасаа салж, эргэн тойрон хөдөлж эхлэхэд хангалттай энергитэй байдаг.
- Энэ үед хатуу бодис хайлж, шингэн болж эхэлдэг.
Шингэнээс хатуу руу: Хөлдөх
Хөлдөх нь хайлахын эсрэг зүйл юм. Энэ нь шингэн фазаас хатуу фаз руу шилжих шилжилт юм. Дараах зүйлсийг анхаарах хэрэгтэй.
- Шингэнийг хөргөхөд түүний молекулууд аажмаар, удаан хөдөлж эхэлдэг.
- Тодорхой цэг дээр молекулууд хөдөлж, тогтмол байрлалд суурьшиж эхлэхэд хангалттай энерги алддаг.
- Энэ үед шингэн нь хөлдөж, хатуу болж эхэлдэг.
Шингэнээс хий рүү: Ууршилт
Ууршилт нь шингэн фазаас хийн үе рүү шилжих шилжилт юм. Дараах зүйлсийг анхаарах хэрэгтэй.
- Шингэнийг халаахад түүний молекулууд илүү хурдан хөдөлж эхэлдэг.
- Тодорхой цэгт молекулууд шингэний гадаргуугаас салж, хий болоход хангалттай энергитэй байдаг.
- Энэ үед шингэн нь ууршиж, хий болж эхэлдэг.
Хийгээс шингэн рүү: Конденсац
Конденсаци нь ууршилтын эсрэг юм. Энэ нь хийн фазаас шингэн үе рүү шилжих шилжилт юм. Дараах зүйлсийг анхаарах хэрэгтэй.
- Хийг хөргөхөд түүний молекулууд аажмаар, удаан хөдөлж эхэлдэг.
- Тодорхой цэг дээр молекулууд хамтдаа байх хангалттай энерги алдаж, шингэн болж эхэлдэг.
- Энэ үед хий нь өтгөрч, шингэн болж эхэлдэг.
Материйн төлөв байдлыг өөрчлөх нь бидний эргэн тойронд тохиолддог гайхалтай үйл явц юм. Таны ундаанд хайлж буй мөс эсвэл өглөөний кофеноос гарч буй уурын аль нь ч бай, материйн үе шатыг ойлгох нь бидэнд ертөнцийг цоо шинэ байдлаар үнэлэхэд тусална.
Усны наалдамхай шинж чанар: нэгдэл ба наалдац
Нэгдэл ба наалдац нь шингэний гадаргуугийн хурцадмал байдалтай холбоотой. Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь шингэний гадаргууг агшиж, гадаргуугийн талбайг багасгах хэлбэрийг үүсгэдэг хүч юм. Нэгдмэл байдал нь усны гадаргуугийн хурцадмал байдлыг хариуцдаг бол наалдац нь усыг бусад гадаргуу дээр наалдуулах боломжийг олгодог.
Үйлдлийн нэгдэл ба наалдацын жишээ
Өдөр тутмын амьдралд нэгдмэл байдал, наалдацын зарим жишээ энд байна.
- Гялалзсан гадаргуу дээрх усны дусал нь усны молекулуудын хоорондын уялдаа холбоотой хүчний улмаас бараг бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг.
- Саванд байгаа ус нь наалдсанаас болж савыг чийгшүүлж болно.
- Нарийн хоолойгоор усыг зөөвөрлөх боломжийг олгодог хялгасан судасны үйл ажиллагаа нь нэгдэл ба наалдацын үр дүн юм.
- Саванд байгаа шингэний муруй гадаргуу болох мениск нь наалдамхай болон наалдамхай хүчний хоорондын тэнцвэрт байдлаас үүсдэг.
Нэгдэл ба наалдацын нөлөө
Наалдамхай ба наалдамхай хүчний хүч нь шингэний төрөл, түүнтэй харьцах гадаргуугаас хамаарна. Энд нэгдэл ба наалдамхай байдлын зарим нөлөө:
- Усны молекулуудын хоорондох наалдамхай хүч нь ус ба лав хоёрын хоорондох наалдамхай хүчнээс их байдаг тул ус лавтай гадаргуу дээр тогтдог.
- Будаг ба шилний хоорондох наалдамхай хүч нь будгийн молекулуудын хоорондох наалдамхай хүчнээс их байдаг тул будаг нь шилэн гадаргуу дээр тэгшлэх хандлагатай байдаг.
- Мөнгөн ус ба шилний хоорондох наалдамхай хүч нь мөнгөн усны молекулуудын хоорондох наалдамхай хүчнээс их байдаг тул нарийхан шилэн хоолой дотор хонхойсон мениск үүсгэдэг.
- Савангийн хөөс нь наалдамхай болон наалдамхай хүчний хоорондын тэнцвэрт байдлаас болж бөмбөрцөг үүсгэх хандлагатай байдаг.
Нэгдмэл байдал, наалдамхай байдал нь шингэний гайхалтай шинж чанар бөгөөд тэдгээр нь өөр өөр хэлбэр үүсгэх, бусад объектуудтай харилцах боломжийг олгодог. Эдгээр шинж чанаруудыг ойлгох нь усыг хэмнэж, өдөр тутмын амьдралдаа илүү үр дүнтэй ашиглахад тусална.
Зуурамтгай байдлын наалдамхай бизнес
Зуурамтгай чанар гэдэг нь шингэний урсах эсэргүүцлийг тодорхойлоход физик, физик химид хэрэглэгддэг нэр томъёо юм. Энэ нь шингэний дотоод үрэлтийн хэмжүүр бөгөөд температур, даралт, шингэнийг бүрдүүлдэг молекулуудын хэмжээ, хэлбэр зэрэг хүчин зүйлүүдэд нөлөөлдөг.
Зуурамтгай чанарыг хэрхэн хэмждэг вэ?
Зуурамтгай чанарыг ихэвчлэн вискозиметр гэж нэрлэгддэг төхөөрөмж ашиглан хэмждэг бөгөөд энэ нь нарийн хоолой эсвэл сувгаар шингэн урсахад шаардагдах хугацааг хэмждэг. Шингэний зуурамтгай чанарыг тэнцвэрийн нэгжээр эсвэл центипузаар илэрхийлдэг бөгөөд нэг тэнхлэг нь квадрат сантиметр тутамд нэг дин-секундтэй тэнцүү байна.
Зуурамтгай чанартай холбоотой ямар асуудлууд байдаг вэ?
Наалдамхай чанар нь шингэний чухал шинж чанар боловч тодорхой нөхцөл байдалд асуудал үүсгэж болно. Жишээлбэл, өндөр зуурамтгай чанар нь дамжуулах хоолойгоор шингэнийг шахахад хүндрэл учруулдаг бол бага зуурамтгай чанар нь гоожих болон бусад асуудалд хүргэдэг.
Цаашдын хэлэлцүүлэгт зориулсан эх сурвалжууд
Хэрэв та шингэний зуурамтгай чанар, түүний үүрэг ролийн талаар илүү ихийг мэдэхийг сонирхож байгаа бол онлайн болон хэвлэмэл хэлбэрээр олон эх сурвалжууд байдаг. Зарим ашигтай мэдээллийн эх сурвалжууд нь:
- Физик хими, хураангуй бодисын физикийн сурах бичиг
- Physical Review Letters, Journal of Chemical Physics зэрэг шинжлэх ухааны сэтгүүлүүд
- Эрдэмтэд, судлаачдад зориулсан онлайн форум, хэлэлцүүлгийн самбар
- Шингэн болон тэдгээрийн шинж чанарыг судлахад зориулагдсан вэбсайт, блогууд
Ууршилт: Шингэнийг уур болгон хувиргах шинжлэх ухаан
Ууршилт гэдэг нь шингэн нь хийн төлөвт шилжих үйл явц юм. Энэ нь шингэн дэх молекулууд тэднийг нэгтгэж буй хүчнээс зугтах хангалттай кинетик энерги олж авах үед үүсдэг. Энэ процесст шаардагдах энергийг дулаан гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг нарны гэрэл, хоол хийх, эсвэл бусад дулааны эх үүсвэр хэлбэрээр өгч болно. Шингэнийг халаахад түүний молекулууд илүү хурдан хөдөлж, шингэн фазаас гарах хангалттай энергитэй байх магадлал нэмэгддэг.
Температур ба даралтын үүрэг
Ууршилтын процесст хүрээлэн буй орчны температур, даралт ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Температур өндөр байвал шингэн дэх молекулууд илүү их кинетик энергитэй болж, шингэний фазаас гарахад хялбар болно. Нөгөөтэйгүүр, даралт бага байх үед молекулууд шилжих зай ихтэй болж, шингэн фазаас гарахад хялбар болдог.
Ууршилт ба ууршилт
Ууршилтыг ууршилттай ихэвчлэн андуурдаг боловч тэдгээр нь ижил зүйл биш юм. Ууржилт нь шингэнийг хий болгон хувиргах үйл явц бөгөөд энэ нь ямар ч температурт тохиолдож болно. Нөгөөтэйгүүр, ууршилт нь зөвхөн шингэний гадаргуу дээр, шингэн нь буцлах цэгээс доогуур байх үед л тохиолддог.
Өөр өөр орчин дахь ууршилт
Ууршилт ямар ч орчинд тохиолдож болох боловч дулаан, хуурай орчинд илүү хурдан явагддаг. Энд зарим тодорхой жишээ байна:
- Ууршилт нь хүйтэн, чийглэг уур амьсгалтай харьцуулахад халуун, хуурай уур амьсгалд илүү хурдан явагддаг.
- Агаарын даралт бага байдаг тул өндөр өндөрт ууршилт хурдан явагддаг.
- Агаар дахь хүчилтөрөгчийн өргөн тархалттай газарт ууршилт илүү хурдан явагддаг.
- Шингэнийг халаахад нарны шууд тусгал бага тул сүүдэртэй газарт ууршилт хурдан явагддаг.
Конденсац ба усны эргэлт
Агаар мандалд байгаа усны уур хөргөхөд конденсац гэж нэрлэгддэг процессоор эцэст нь шингэн болж хувирдаг. Энэ шингэн нь дараа нь дэлхийн гадаргуу дээр хур тунадас болон унаж, усны эргэлтийг дуусгах боломжтой.
Шингэний тогтворгүй байдлын цаад шинжлэх ухаан
Дэгдэмхий чанар нь бодисын уурших эсвэл уурших хандлага юм. Энэ нь шингэний уурын даралттай нягт холбоотой бөгөөд энэ нь бодисын хийн фаз руу орох хандлагын хэмжүүр юм. Шингэний дэгдэмхий чанар нь түүний бие даасан молекулуудын хэмжээ, хэлбэр, хөрш атомууд эсвэл бөөмсүүдийн хоорондох холболтын бат бөх байдал, эдгээр холбоог таслах, бодисыг шингэнээс хувиргахад шаардагдах энерги зэрэг олон хүчин зүйлээс хамаардаг. хий рүү.
Уурын даралтын ач холбогдол
Уурын даралт нь шингэний харьцангуй дэгдэмхий байдлын хэмжүүр юм. Энэ нь өгөгдсөн температурт битүү саванд байгаа бодисын уурын даралт юм. Уурын даралт ихсэх тусам шингэн нь дэгдэмхий болно. Энэ шинж чанар нь шингэний буцлах цэг, түүнчлэн түүний уурших хандлагыг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой.
Галын шатамхай ба дэгдэмхий чанар
Бодисын шатамхай чанар нь түүний дэгдэмхий чанараас шууд хамаардаг. Шингэнээс агаартай гал авалцах хольц үүсгэх хэмжээний уур ялгарах температур багатай дэгдэмхий шингэнийг маш шатамхай гэж үзнэ. Ийм учраас дэгдэмхий шингэнтэй болгоомжтой харьцаж, аюулгүй байдлын дүрмийн дагуу ажиллах нь чухал юм.
Дэгдэмхий шингэний үйлдвэрлэлийн хэрэглээ
Дэгдэмхий шингэнийг үйлдвэрлэлийн процесст ихэвчлэн ашигладаг, тухайлбал:
- Уусгагч: төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд бусад бодисыг уусгахад ашигладаг.
- Түлш: хөдөлгүүр болон бусад машин механизмд эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг.
- Цэвэрлэгээний бодис: янз бүрийн салбарт гадаргууг цэвэрлэх, халдваргүйжүүлэхэд ашигладаг.
Дүгнэж хэлэхэд, шингэний дэгдэмхий чанар нь бие даасан молекулуудын шинж чанар, температур, бусад бодисын агууламж зэрэг олон хүчин зүйлээс хамаардаг нарийн төвөгтэй процесс юм. Тогтворгүй байдлын цаадах шинжлэх ухааныг ойлгох нь үйлдвэрлэлээс эхлээд эрчим хүчний үйлдвэрлэл хүртэлх хэд хэдэн салбарт чухал юм.
Дүгнэлт
Тэгэхээр энэ бол шингэн зүйл юм. Шингэн гэдэг нь хатуу биетээс ялгаатай, тогтмол эзэлхүүн, шингэн хэлбэрээр тодорхойлогддог, бидний өдөр бүр бидний эргэн тойронд харагддаг бараг бүх зүйлийг багтаасан бодисын төлөв юм.
Та нэгдэл, наалдацын шинж чанарыг ойлгохгүйгээр шингэнийг үнэхээр ойлгохгүй, молекул, атомыг ойлгохгүйгээр тэдгээрийг ойлгох боломжгүй. Тиймээс, энэ гарын авлага нь шингэн гэж юу болох талаар илүү сайн ойлголт өгсөн гэдэгт найдаж байна.
Би бол Tools Doctor-ийн үүсгэн байгуулагч, контент маркетер, аав Жоост Нусселдер. Би шинэ тоног төхөөрөмж туршиж үзэх дуртай бөгөөд багийнхаа хамт 2016 оноос хойш үнэнч уншигчдад багаж хэрэгсэл, урлалын зөвлөмжөөр туслахын тулд блогийн дэлгэрэнгүй нийтлэлүүдийг бэлтгэж байна.
