Жидкие вещества – характеристика, свойства и примеры

Агрегатное состояние соединений в виде несжимаемой жидкости в физике называется жидким веществом. Его объём практически постоянен в широком диапазоне давлений. Эти вещества образованы небольшими вибрирующими частицами (атомами и молекулами), соединенными межмолекулярными связями. Вода является самым распространённым примером такого агрегатного состояния на Земле.

Жидкие вещества - характеристика, свойства и примеры

Определение и общая информация

Жидкое состояние можно охарактеризовать как промежуточную агрегацию между твёрдым и газообразным состоянием. Молекулы в этом случае отличаются тем, что не так близки, как у твёрдых веществ. На химии в 11 классе ученики в этом убеждаются лабораторным путем. Молекулы занимают случайные положения, которые меняются со временем. Межмолекулярные расстояния постоянны в пределах узкого края.

В некоторых жидкостях молекулы имеют предпочтительную ориентацию, в результате чего они обладают анизотропными свойствами (например, показатель преломления), которые варьируются в зависимости от направления внутри материала.

Жидкие вещества - характеристика, свойства и примеры

Подобно газу жидкие вещества могут течь и принимать форму контейнера. В отличие от него такие субстанции не рассеиваются, чтобы заполнить каждое пространство, но поддерживают постоянную плотность. Отличительной чертой этого состояния является поверхностное натяжение, вызывающее явление смачивания.

Примеры жидких веществ:

  • кровь;
  • вода;
  • жидкий металл;
  • молоко;
  • ацетон и т. д.

Применение таких веществ очень широко: от фармакологии и продуктов питания до тяжёлой промышленности и электроники.

При соответствующих условиях температуры и давления большинство веществ может существовать в жидком состоянии. Но когда превышается температура кипения, состояние меняется на газообразное, а при достижении точки замерзания жидкость превращается в твёрдое вещество. Однако при атмосферном давлении некоторые твёрдые элементы сублимируют при нагревании, то есть переходят непосредственно из твёрдого состояния в газообразное. Плотность жидкостей обычно несколько меньше, чем того же вещества в твёрдом состоянии. Но особенность воды в том, что в жидком состоянии она более плотная.

Физические и химические свойства

Жидкости имеют поверхностное натяжение и капиллярность. Они обычно расширяются при повышении температуры и теряют объём при охлаждении, хотя при сжатии он очень изменчив. Объекты, погруженные в жидкость, подвержены явлению, известному под названием плавучесть.

Поскольку жидкие вещества подвергаются действию силы тяжести, их форма определяется ёмкостью. В состоянии покоя они подвержены гравитации, в любой их точке создаётся давление одинаковой величины во все стороны, как это было установлено в соответствии с законом Паскаля.

Жидкие вещества - характеристика, свойства и примеры

В движущейся жидкости давление не всегда является изотропным. Это объясняется тем, что гидродинамическое давление, которое зависит от скорости в каждой точке, добавляется к гидростатическому.

Жидкие вещества характеризуются тем, что их внутренние силы не зависят от общей деформации, хотя обычно они находятся в связи с ее скоростью. Это то, что отличает деформируемые твёрдые вещества от жидких. Кроме того, они характеризуются наличием сопротивления течению, называемого вязкостью (она также присутствует в вязкоупругих твёрдых веществах). Это означает, что на практике для поддержания скорости в жидкости необходимо приложить силу или давление. Если эта сила прекращается, движение окончательно останавливается через некоторое время.

Вязкость и текучесть

Вязкость — это мера сопротивления вытеснению жидкости при перепаде давления. Когда жидкое вещество протекает, предполагается наличие стационарного слоя жидкости или газа, прилипшего к поверхности материала, через который осуществляется поток. Первый слой натирается приклеенной поверхностью, второй — третьим и т. д. Это трение между последовательными слоями отвечает за противодействие потоку, то есть за вязкость.

Трение увеличивается с повышением молярной массы и уменьшается с ростом температуры. Оно также связано со сложностью молекул: низкое в сжиженных инертных газах и высокое в тяжёлых маслах.

Жидкие вещества - характеристика, свойства и примеры

Вязкость измеряется в пуазах. Она представляет собой свойство жидкости, в которой необходимо скользить слоем квадратного сантиметра со скоростью 1 см/с по отношению к неподвижному предмету, расположенному на расстоянии 1 см от силы.

Она обычно уменьшается с повышением температуры, хотя некоторые жидкие вещества показывают увеличение вязкости при нагревании. Для газов эта величина увеличивается с ростом температуры. Вязкость определяется с помощью вискозиметра. Среди всех известных сегодня приборов наиболее часто используется вискозиметр Оствальда.

Текучесть — это характеристика жидкостей или газов, дающая им возможность проходить через любое отверстие, даже маленькое. Она обусловлена тем фактом, что жидкое вещество может приобретать любую деформацию без необходимости оказывать механическое напряжение. Оно по существу зависит от ее скорости, а не от нее само́й, в отличие от твёрдых тел, имеющих память формы и испытывающих напряжение, которое больше и дальше от первоначальной формы. То есть в твёрдом теле напряжение связано прежде всего со степенью деформации.

При определённых условиях жидкость может нагреваться выше температуры кипения. В таком состоянии она называется перегретой. Но также есть возможность охлаждать ее ниже точки замерзания. Тогда она называется переохлаждённой.

Другие характеристики

Жидкости имеют объём. Они обладают изменчивостью формы и очень специфическими характеристиками:

Жидкие вещества - характеристика, свойства и примеры

  • Сжатие: сила притяжения между равными молекулами.
  • Адгезия: сила притяжения между различными молекулами.
  • Поверхностное натяжение: сила, которая проявляется на поверхности, посредством чего внешний слой жидкости стремится удерживать свой объём в пределах минимальной поверхности.
  • Капиллярность: проникновение жидкостей через трубки (капилляры) очень малого диаметра, где сила сцепления превышает силу тяжести.
  • Так кратко можно рассказать о жидких состояниях вещества. Более полную информацию о жидких смесях и их строении, а также о том, какие они бывают, школьники узнают из учебника Габриеляна для 11 класса. Разобравшись с темой, ученики записывают на уроках конспекты и решают задачи.

    Предыдущая
    ХимияКристаллогидраты - формула, свойства и применение соединений
    Следующая
    ХимияЗакон сохранения массы веществ в химии - формулировка, значение и примеры уравнений
    Помогли? Поставьте оценку, пожалуйста.
    Плохо
    0
    Хорошо
    0
    Супер
    0
    Добавить комментарий

    пять × 1 =

    Мы в ВК, подпишись на нас!

    Подпишись на нашу группу в ВКонтакте, чтобы быть в курсе выхода нового материала...

    Вступить