Kioevu ni hali ya maada inayojulikana na molekuli zilizo karibu vya kutosha kuunda vifungo vya muda (kushikamana) na kuzunguka kila mmoja (umiminika). Kioevu kina kiasi cha uhakika na huchukua sura ya chombo. Mara nyingi hupatikana katika asili.
Hebu tuangalie kila moja ya haya kwa undani zaidi.
Katika chapisho hili tutashughulikia:
Mifano ya Vimiminika: Zaidi ya Maji Tu
Tunapozungumza juu ya vinywaji, tunarejelea hali ya jambo. Tofauti na yabisi, ambayo yana umbo na ujazo uliowekwa, na gesi, ambayo hupanuka kujaza chombo chochote, vimiminika vina ujazo wa kudumu lakini huchukua umbo la chombo chao. Baadhi ya sifa za kioevu ni pamoja na:
- Inakaribia kubana: Vimiminika vina ujazo usiobadilika, ambayo inamaanisha ni vigumu kubana. Hii ni kutokana na ukweli kwamba molekuli katika kioevu ni karibu pamoja na kuwa na uhuru mdogo wa harakati.
- Msongamano: Vimiminika vina sifa ya msongamano wao, ambayo ni wingi kwa ujazo wa kitengo. Uzito wa kioevu huathiriwa na joto na shinikizo, lakini kwa aina fulani ya dutu, wiani unabaki mara kwa mara.
- Mshikamano na Kushikamana: Vimiminika vina mali ya mshikamano, ambayo ina maana kwamba molekuli huvutia kila mmoja. Pia zina sifa ya kushikamana, ambayo ina maana kwamba zinavutiwa na uso wa imara.
- Mnato: Vimiminika vina upinzani fulani wa kutiririka, unaojulikana kama mnato. Mali hii inathiriwa na joto na muundo wa kemikali wa kioevu.
Mifano ya Liquids
Tunapofikiria juu ya vinywaji, jambo la kwanza linalokuja akilini ni kawaida maji. Walakini, kuna mifano mingine mingi ya vinywaji, pamoja na:
- Mafuta ya mboga: Haya ni mafuta ya kawaida ya kupikia ambayo hayachanganyiki na maji, kumaanisha kuwa hayachanganyiki na maji.
- Pombe: Hiki ni kioevu cha kawaida ambacho huchanganyika na maji, kumaanisha kuwa huchanganyika na maji.
- Mercury: Hiki ni kipengele cha metali ambacho ni kioevu kwenye joto la kawaida. Ina sifa ya msongamano mkubwa na hutumiwa kwa kawaida katika vipima joto.
- Rubidium: Hiki ni kipengele kingine cha metali ambacho ni kioevu kwenye joto la juu.
- Kemikali: Kuna kemikali nyingi ambazo zipo katika umbo la kimiminika, zikiwemo baadhi ambazo zinapatikana kwa wingi katika maisha yetu ya kila siku, kama vile petroli na bidhaa za kusafisha.
Kimiminika na Mali zao
Tabia za vinywaji zinaweza kusababisha matukio fulani ya kuvutia. Kwa mfano:
- Kimiminiko kinaweza kubadilisha umbo: Tofauti na yabisi, ambayo yana umbo lisilobadilika, vimiminika vinaweza kuchukua umbo la chombo chao. Mali hii ni kutokana na ukweli kwamba molekuli katika kioevu ni kiasi huru kuzunguka.
- Vimiminika vya kujaza vyombo: Ingawa vimiminika havipanuki ili kujaza chombo kama gesi, hujaza chombo kilichomo. Hii ni kwa sababu vimiminiko vina ujazo usiobadilika.
- Vimiminika hutawanyika juu ya nyuso: Wakati kioevu kinawekwa juu ya uso, hutawanyika hadi kufikia hali ya usawa. Hii ni kutokana na mali ya mshikamano na kujitoa.
Ni Nini Hufanya Liquids Kuwa ya Kipekee?
Liquids ni hali ya kuvutia ya maada ambayo ina mali ambayo inatofautisha kutoka kwa yabisi na gesi. Hapa kuna sifa kuu za kioevu:
- Kiasi: Vimiminika vina ujazo dhahiri, kumaanisha kuwa huchukua nafasi maalum.
- Umbo: Vimiminika huchukua umbo la chombo chake kutokana na nguvu zisizosawazisha kati ya chembe zake.
- Nguvu za kushikamana: Molekuli katika kioevu huvutia kila mmoja, na kusababisha mvutano wa uso na uwezo wa kuunda matone.
- Mnato: Vimiminika vina kipimo cha upinzani wao kwa mtiririko, ambayo inaweza kutofautiana sana kulingana na aina ya kioevu. Kwa mfano, maji yana mnato mdogo, wakati asali ina mnato wa juu.
- Mvutano wa uso: Vimiminika vina sifa inayoitwa mvutano wa uso, ambayo ni matokeo ya nguvu za kushikamana kati ya chembe kwenye uso wa kioevu. Mali hii ni muhimu katika michakato mingi, kama vile hatua ya capillary.
- Uvukizi: Vimiminika vinaweza kubadilika na kuwa awamu ya gesi kupitia mchakato unaoitwa uvukizi, ambao unahitaji nishati kuvunja vifungo kati ya chembe.
Tofauti kati ya Liquids na Solids
Ingawa vimiminika na yabisi zote huchukuliwa kuwa awamu zilizofupishwa za jambo, kuna tofauti tofauti kati ya hizi mbili:
- Umbo: Vigumu vina umbo la kudumu, wakati vimiminika huchukua umbo la chombo chao.
- Chembe: Chembe katika kigumu hupangwa katika muundo usiobadilika, wakati chembe katika kioevu ni huru kuzunguka kila mmoja.
- Kiasi: Vigumu vina ujazo usiobadilika, wakati vimiminika vina ujazo dhahiri lakini vinaweza kubadilisha umbo.
- Mshikamano: Nguvu za mshikamano zina nguvu zaidi katika vitu vizito kuliko vimiminiko, na kusababisha mvutano wa juu wa uso.
Umuhimu wa Kuelewa Sifa za Kimiminika
Kuelewa mali ya kioevu ni muhimu katika maeneo mengi, pamoja na:
- Kemia: Kujua sifa za vimiminika kunahitajika kuelezea tabia ya misombo na kupima mabadiliko yao ya kimwili na kemikali.
- Fizikia: Utafiti wa vinywaji ni muhimu katika kuelewa tabia ya maji, ambayo ni muhimu katika maeneo mengi ya fizikia.
- Sayansi ya dunia: Sifa za kimiminika ni muhimu katika kuelewa tabia ya maji duniani, ikijumuisha nafasi yake katika mzunguko wa maji na athari zake kwa mazingira.
Kupima Mali ya Kioevu
Kuna njia nyingi za kupima mali ya kioevu, pamoja na:
- Mnato: Upinzani wa mtiririko unaweza kupimwa kwa kutumia viscometer.
- Mvutano wa uso: Mvutano wa uso wa kioevu unaweza kupimwa kwa kutumia tensiometer.
- Msongamano: Uzito kwa kila kitengo cha ujazo wa kioevu unaweza kupimwa kwa kutumia hidromita.
- Kiwango cha mchemko: Kiwango cha joto ambacho kioevu hubadilika hadi awamu ya gesi kinaweza kupimwa kwa kutumia kipimajoto.
Mustakabali wa Utafiti wa Kioevu
Bado kuna mengi ya kujifunza kuhusu vimiminika, na utafiti katika eneo hili unaendelea. Baadhi ya maeneo muhimu ya kuzingatia ni pamoja na:
- Vimiminiko changamano: Vimiminika ambavyo vina muundo changamano zaidi kuliko vimiminika rahisi, kama vile polima na fuwele za kioevu.
- Vimiminiko vya shinikizo la juu: Vimiminika ambavyo vinakabiliwa na shinikizo la juu, kama vile vinavyopatikana ndani kabisa ya Dunia.
- Vimiminiko vya moto: Vimiminika ambavyo hupashwa joto hadi joto la juu, kama vile vinavyotumika katika michakato ya viwandani.
Kubadilisha Majimbo: Suala la Awamu
Kuyeyuka ni mpito kutoka kwa awamu ngumu hadi awamu ya kioevu. Hapa kuna baadhi ya mambo ya kukumbuka:
- Kigumu kinapopashwa joto, molekuli zake huanza kutetemeka haraka na kwa kasi zaidi.
- Wakati fulani, molekuli zina nishati ya kutosha kujiondoa kutoka kwa nafasi zao zisizobadilika na kuanza kuzunguka.
- Huu ndio wakati kingo huanza kuyeyuka na kuwa kioevu.
Kutoka Kioevu hadi Imara: Kugandisha
Kufungia ni kinyume cha kuyeyuka. Ni mpito kutoka kwa awamu ya kioevu hadi awamu imara. Hapa kuna baadhi ya mambo ya kukumbuka:
- Wakati kioevu kilichopozwa, molekuli zake huanza kusonga polepole na polepole.
- Katika hatua fulani, molekuli hupoteza nishati ya kutosha kuzunguka na kuanza kukaa katika nafasi zisizobadilika.
- Huu ndio wakati kioevu huanza kufungia na kuwa imara.
Kutoka Kioevu hadi Gesi: Uvukizi
Uvukizi ni mpito kutoka awamu ya kioevu hadi awamu ya gesi. Hapa kuna baadhi ya mambo ya kukumbuka:
- Wakati kioevu kinapokanzwa, molekuli zake huanza kusonga kwa kasi na kwa kasi.
- Kwa wakati fulani, molekuli zina nishati ya kutosha ili kuondokana na uso wa kioevu na kuwa gesi.
- Huu ndio wakati kioevu huanza kuyeyuka na kuwa gesi.
Kutoka Gesi hadi Kimiminiko: Kufidia
Condensation ni kinyume cha uvukizi. Ni mpito kutoka kwa awamu ya gesi hadi awamu ya kioevu. Hapa kuna baadhi ya mambo ya kukumbuka:
- Wakati gesi imepozwa, molekuli zake huanza kusonga polepole na polepole.
- Wakati fulani, molekuli hupoteza nishati ya kutosha kukaa pamoja na kuanza kuunda kioevu.
- Hii ndio wakati gesi huanza kuunganishwa na kuwa kioevu.
Kubadilisha hali ya maada ni mchakato wa kuvutia unaotokea pande zote. Iwe ni kuyeyuka kwa barafu kwenye kinywaji chako au mvuke unaopanda kutoka kwa kahawa yako ya asubuhi, kuelewa awamu za maada kunaweza kutusaidia kufahamu ulimwengu kwa njia mpya kabisa.
Asili ya Kunata ya Maji: Mshikamano na Kushikamana
Mshikamano na mshikamano unahusiana na mvutano wa uso wa kioevu. Mvutano wa uso ni nguvu inayosababisha uso wa kioevu kusinyaa na kuunda umbo ambalo hupunguza eneo la uso. Mshikamano unawajibika kwa mvutano wa uso wa maji, wakati wambiso huruhusu maji kushikamana na nyuso zingine.
Mifano ya Mshikamano na Kushikamana katika Vitendo
Hapa kuna mifano ya mshikamano na kushikamana katika maisha ya kila siku:
- Matone ya maji kwenye uso unaong'aa huunda umbo la karibu duara kwa sababu ya nguvu za kushikamana kati ya molekuli za maji.
- Maji kwenye chombo yanaweza kusababisha chombo kuwa na unyevu kwa sababu ya kushikamana.
- Hatua ya capillary, ambayo inaruhusu maji kuhamia kupitia zilizopo nyembamba, ni matokeo ya mshikamano na kushikamana.
- Meniscus, uso uliopinda wa kioevu kwenye chombo, husababishwa na usawa kati ya nguvu za kushikamana na za kushikamana.
Madhara ya Ushikamano na Kushikamana
Nguvu ya nguvu ya kushikamana na ya wambiso inategemea aina ya kioevu na uso unaowasiliana nao. Hapa kuna athari za mshikamano na kushikamana:
- Ushanga wa maji juu ya uso uliotiwa nta kwa sababu nguvu za kushikamana kati ya molekuli za maji ni kubwa zaidi kuliko nguvu za wambiso kati ya maji na nta.
- Rangi huelekea kutandaza kwenye uso wa glasi kwa sababu nguvu za wambiso kati ya rangi na glasi ni kubwa kuliko nguvu za mshikamano kati ya molekuli za rangi.
- Zebaki huunda meniscus iliyopinda ndani ya bomba la glasi nyembamba kwa sababu nguvu za wambiso kati ya zebaki na glasi ni kubwa kuliko nguvu za kushikamana kati ya molekuli za zebaki.
- Bubbles za sabuni zina tabia ya kuunda nyanja kwa sababu ya usawa kati ya nguvu za kushikamana na za kushikamana.
Mshikamano na mshikamano ni mali ya kuvutia ya maji ambayo huwawezesha kuunda maumbo tofauti na kuingiliana na vitu vingine. Kuelewa sifa hizi kunaweza kutusaidia kuokoa maji na kuyatumia kwa ufanisi zaidi katika maisha yetu ya kila siku.
Biashara Nata ya Mnato
Mnato ni neno linalotumiwa katika fizikia na kemia ya kimwili kuelezea upinzani wa kioevu kutiririka. Ni kipimo cha msuguano wa ndani wa kioevu na huathiriwa na mambo kama vile joto, shinikizo, na ukubwa na umbo la molekuli zinazounda kioevu.
Mnato Unapimwaje?
Mnato kwa kawaida hupimwa kwa kutumia kifaa kinachoitwa viscometer, ambacho hupima muda unaochukua kwa kioevu kutiririka kupitia bomba au mkondo mwembamba. Mnato wa kioevu unaonyeshwa kwa vitengo vya poise au centipoise, na poise moja sawa na dyne-sekunde moja kwa sentimita ya mraba.
Je! ni Baadhi ya Matatizo Yanayohusishwa na Mnato?
Wakati mnato ni mali muhimu ya vinywaji, inaweza pia kusababisha shida katika hali fulani. Kwa mfano, mnato wa juu unaweza kufanya iwe vigumu kusukuma vimiminika kupitia mabomba, wakati mnato mdogo unaweza kusababisha kuvuja na masuala mengine.
Nyenzo kwa Majadiliano Zaidi
Ikiwa ungependa kujifunza zaidi kuhusu mnato na jukumu lake katika tabia ya vimiminika, kuna rasilimali nyingi zinazopatikana mtandaoni na kuchapishwa. Baadhi ya vyanzo muhimu vya habari ni pamoja na:
- Vitabu vya maandishi juu ya kemia ya mwili na fizikia ya jambo lililofupishwa
- Majarida ya kisayansi kama vile Barua za Uhakiki wa Kimwili na Jarida la Fizikia ya Kemikali
- Mabaraza ya mtandaoni na bodi za majadiliano kwa wanasayansi na watafiti
- Tovuti na blogu zinazojitolea kwa utafiti wa vinywaji na mali zao
Uvukizi: Sayansi Inayo Nyuma ya Kioevu hadi Mabadiliko ya Mvuke
Uvukizi ni mchakato ambao kioevu hubadilika kuwa hali ya gesi. Inatokea wakati molekuli katika kioevu hupata nishati ya kutosha ya kinetic ili kuepuka nguvu zinazowaweka pamoja. Nishati inayohitajika kwa mchakato huu inaitwa joto, na inaweza kutolewa kwa njia ya jua, kupikia, au chanzo kingine chochote cha joto. Wakati kioevu kinapokanzwa, molekuli zake huenda kwa kasi, na nafasi za kuwa na nishati ya kutosha ili kuepuka awamu ya kioevu huongezeka.
Jukumu la Joto na Shinikizo
Joto na shinikizo la eneo linalozunguka huchukua jukumu kubwa katika mchakato wa uvukizi. Wakati halijoto ni ya juu, molekuli katika kioevu huwa na nishati kubwa ya kinetic, na inakuwa rahisi kwao kuepuka awamu ya kioevu. Kwa upande mwingine, wakati shinikizo liko chini, molekuli zina nafasi zaidi ya kuzunguka, na inakuwa rahisi kwao kuepuka awamu ya kioevu.
Uvukizi dhidi ya Uvukizi
Uvukizi mara nyingi huchanganyikiwa na uvukizi, lakini sio kitu kimoja. Mvuke ni mchakato ambao kioevu hubadilishwa kuwa gesi, na inaweza kutokea kwa joto lolote. Uvukizi, kwa upande mwingine, hutokea tu kwenye uso wa kioevu na tu wakati kioevu iko chini ya kiwango chake cha kuchemsha.
Uvukizi katika Mazingira Tofauti
Uvukizi unaweza kutokea katika mazingira yoyote, lakini hutokea kwa haraka zaidi katika mazingira ya joto na kavu. Hapa kuna mifano maalum:
- Uvukizi hutokea kwa haraka zaidi katika hali ya hewa ya joto na kavu kuliko katika hali ya hewa ya baridi na yenye unyevunyevu.
- Uvukizi hutokea kwa haraka zaidi kwenye miinuko kwa sababu shinikizo la hewa ni la chini.
- Uvukizi hutokea kwa haraka zaidi katika maeneo yenye usambazaji mpana wa oksijeni angani.
- Uvukizi hutokea kwa haraka zaidi katika maeneo yenye kivuli kwa sababu kuna mwanga mdogo wa jua ili kupasha joto kioevu.
Condensation na Mzunguko wa Maji
Wakati mvuke wa maji katika angahewa unapopoa, hatimaye hugeuka kuwa kioevu kupitia mchakato unaoitwa condensation. Kisha kioevu hiki kinaweza kurudi kwenye uso wa Dunia kama mvua, na kukamilisha mzunguko wa maji.
Sayansi Nyuma ya Kubadilika kwa Vimiminika
Tete ni tabia ya dutu kuyeyuka au kuyeyuka. Inahusiana kwa karibu na shinikizo la mvuke wa kioevu, ambayo ni kipimo cha tabia ya dutu kutoroka kwenye awamu ya gesi. Kubadilikabadilika kwa kioevu hutegemea mambo kadhaa, ikiwa ni pamoja na saizi na umbo la molekuli zake binafsi, nguvu ya muunganiko kati ya atomi au chembe za jirani, na nishati inayohitajika kuvunja vifungo hivyo na kuruhusu dutu kubadilika kutoka kioevu. kwa gesi.
Umuhimu wa Shinikizo la Mvuke
Shinikizo la mvuke ni kipimo cha kiwango cha jamaa cha tete ya kioevu. Ni shinikizo linalotolewa na mvuke wa dutu kwenye chombo kilichofungwa kwa joto fulani. Juu ya shinikizo la mvuke, kioevu zaidi tete. Mali hii ni muhimu katika kuamua kiwango cha kuchemsha cha kioevu, pamoja na tabia yake ya kuyeyuka.
Kuwaka na Tete
Kuwaka kwa dutu kunahusiana kwa karibu na tete yake. Vimiminika tete ambavyo vina kiwango cha chini cha kumweka, ambayo ni halijoto ambayo kioevu hutoa mvuke wa kutosha kuunda mchanganyiko unaoweza kuwaka na hewa, huchukuliwa kuwa ya moto sana. Ndiyo maana ni muhimu kushughulikia maji yenye tete kwa uangalifu na kwa mujibu wa kanuni za usalama.
Matumizi ya Viwanda ya Vimiminika Tete
Vimiminika tete hutumiwa sana katika michakato ya viwandani, kama vile:
- Viyeyusho: hutumika kutengenezea vitu vingine katika utengenezaji wa bidhaa mbalimbali.
- Mafuta: hutumika kama chanzo cha nishati katika injini na mashine zingine.
- Kusafisha mawakala: kutumika kusafisha na disinfecting nyuso katika viwanda mbalimbali.
Kwa kumalizia, tete ya maji ni mchakato mgumu ambao unategemea mambo kadhaa, ikiwa ni pamoja na mali ya molekuli ya mtu binafsi, joto, na uwepo wa vitu vingine. Kuelewa sayansi nyuma ya tete ni muhimu katika tasnia kadhaa, kutoka kwa utengenezaji hadi uzalishaji wa nishati.
Hitimisho
Kwa hiyo, ndivyo kioevu ni. Kioevu ni hali ya maada tofauti na yabisi, yenye sifa ya ujazo usiobadilika na umbo la umajimaji, na ikijumuisha karibu kila kitu tunachoona karibu nasi kila siku.
Huwezi kuelewa vimiminika bila kuelewa sifa za mshikamano na mshikamano, na huwezi kuelewa zile bila kuelewa molekuli na atomi. Kwa hivyo, natumai mwongozo huu umekupa ufahamu bora wa vinywaji ni nini.
Mimi ni Joost Nusselder, mwanzilishi wa Tools Doctor, content marketer, na baba. Ninapenda kujaribu vifaa vipya, na pamoja na timu yangu nimekuwa nikitayarisha makala za kina za blogu tangu 2016 ili kuwasaidia wasomaji waaminifu kwa zana na vidokezo vya kuunda.
