เป็นที่ทราบกันดีว่าทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวบุคคลรวมถึงและตัวเขาเองเป็นร่างกายที่ประกอบด้วยสสาร ในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุล ส่วนหลังมาจากอะตอม และจากโครงสร้างที่เล็กกว่านั้น อย่างไรก็ตาม ความหลากหลายที่อยู่รอบข้างนั้นยิ่งใหญ่จนยากจะจินตนาการถึงความเหมือนกันบางอย่าง นี่เป็นเรื่องจริง สารประกอบนับล้านแต่ละชนิดมีคุณสมบัติ โครงสร้าง และบทบาทที่แตกต่างกันไป โดยรวมแล้ว สถานะของเฟสต่างๆ นั้นแตกต่างกันไปตามที่สารทั้งหมดสามารถสัมพันธ์กันได้
มีสี่ตัวแปรของสถานะการรวมตัวของสารประกอบ
ในบทความนี้ เราจะพิจารณาคุณสมบัติของของเหลว ลักษณะโครงสร้าง และพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่เป็นไปได้
การแบ่งส่วนนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของเหลว โครงสร้างและโครงสร้างทางเคมี ตลอดจนประเภทของอันตรกิริยาระหว่างอนุภาคที่ประกอบกันเป็นสารประกอบ
นอกจากนี้ยังมีโครงสร้างพิเศษ เช่น ผลึกเหลว ของเหลวที่ไม่ใช่นิวตัน ซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษ
เราจะพิจารณาคุณสมบัติหลักของของเหลวที่แตกต่างจากสถานะการรวมตัวอื่น ๆ ทั้งหมด ประการแรกสิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่เรียกว่ากายภาพ
โดยรวมแล้วสามารถจำแนกลักษณะเฉพาะได้ประมาณ 15 ลักษณะที่ทำให้เราสามารถอธิบายว่าสารที่เป็นปัญหาคืออะไรและคุณค่าและคุณลักษณะของสารนั้นคืออะไร
คุณสมบัติทางกายภาพอย่างแรกของของเหลวที่อยู่ในใจเมื่อกล่าวถึงสถานะของการรวมตัวนี้คือความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างและครอบครองปริมาตรที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น ถ้าเราพูดถึงรูปแบบของสารที่เป็นของเหลว ก็จะถือว่าไม่มีอยู่ อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่
ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่รู้จักกันดีของหยดสารต่างๆ เกิดการเสียรูป ดังนั้นรูปร่างของสารจึงถูกรบกวนและไม่แน่นอน อย่างไรก็ตาม หากคุณทำการดร็อปในสภาวะที่แรงโน้มถ่วงไม่เคลื่อนไหวหรือถูกจำกัดอย่างรุนแรง มันจะเป็นรูปร่างในอุดมคติของลูกบอล ดังนั้นเมื่อได้รับภารกิจ: "ตั้งชื่อคุณสมบัติของของเหลว" บุคคลที่คิดว่าตัวเองเชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์ควรพูดถึงข้อเท็จจริงนี้
สำหรับปริมาตร ในที่นี้เราควรสังเกตคุณสมบัติทั่วไปของก๊าซและของเหลว ทั้งสิ่งเหล่านั้นและอื่น ๆ สามารถครอบครองพื้นที่ทั้งหมดที่พวกเขาอยู่ได้โดยถูก จำกัด ด้วยผนังของภาชนะเท่านั้น
คุณสมบัติทางกายภาพของของเหลวมีความหลากหลายมากแต่หนึ่งในนั้นมีลักษณะเฉพาะเช่นความหนืด มันคืออะไรและกำหนดไว้อย่างไร? ตัวแปรหลักที่มูลค่าระหว่างการพิจารณาขึ้นอยู่กับ:
การพึ่งพาอาศัยกันของค่าเหล่านี้เป็นแบบเส้นตรงหากเราอธิบายด้วยคำที่ง่ายกว่า ความหนืด เช่น ปริมาตร คือคุณสมบัติของของเหลวและก๊าซที่มีอยู่ทั่วไปสำหรับพวกเขา และบ่งบอกถึงการเคลื่อนไหวที่ไม่จำกัด โดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลจากภายนอก นั่นคือ ถ้าน้ำไหลออกจากภาชนะ น้ำจะยังคงไหลต่อไปภายใต้อิทธิพลใดๆ (แรงโน้มถ่วง แรงเสียดทาน และตัวแปรอื่นๆ)
สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับของไหลที่ไม่ใช่นิวตันซึ่งมีความหนืดมากกว่าและสามารถทิ้งรูไว้ข้างหลังซึ่งจะเติมเมื่อเวลาผ่านไป
ตัวบ่งชี้นี้จะขึ้นอยู่กับอะไร?
คำนี้หมายถึงความสามารถของสารดูดซับความร้อนจำนวนหนึ่งเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้ตัวเองหนึ่งองศาเซลเซียส มีการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันสำหรับตัวบ่งชี้นี้ บางชนิดมีความจุความร้อนมากกว่า บางชนิดมีความจุความร้อนน้อยกว่า
ตัวอย่างเช่นน้ำเป็นสิ่งที่ดีมากตัวสะสมความร้อนซึ่งช่วยให้สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับระบบทำความร้อน การปรุงอาหาร และความต้องการอื่นๆ โดยทั่วไปแล้ว ดัชนีความจุความร้อนเป็นรายบุคคลอย่างเคร่งครัดสำหรับของเหลวแต่ละชนิด
บ่อยครั้ง เมื่อได้รับมอบหมายงาน:"บอกชื่อคุณสมบัติของของเหลว" เรียกค่าความตึงผิวทันที ท้ายที่สุดแล้ว เด็ก ๆ จะได้รับการแนะนำให้รู้จักกับเขาในบทเรียนฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยา และแต่ละวิชาจะอธิบายพารามิเตอร์ที่สำคัญนี้จากด้านของตนเอง
คำจำกัดความคลาสสิกของแรงตึงผิวถัดไป: นี่คือขอบเขตของเฟส นั่นคือในเวลาที่ของเหลวมีปริมาตรที่แน่นอนมันจะล้อมรอบด้านนอกด้วยตัวกลางที่เป็นก๊าซ - อากาศ, ไอน้ำหรือสารอื่น ๆ ดังนั้นการแยกเฟสจึงเกิดขึ้นที่จุดสัมผัส
ในกรณีนี้ โมเลกุลมักจะล้อมรอบตัวเองเป็นอนุภาคให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่การบีบอัดของของเหลวโดยรวม ดังนั้นดูเหมือนว่าพื้นผิวจะยืดออก คุณสมบัติเดียวกันนี้ยังสามารถอธิบายรูปทรงกลมของหยดของเหลวได้ในกรณีที่ไม่มีแรงโน้มถ่วง ท้ายที่สุดมันเป็นรูปแบบที่เหมาะที่สุดจากมุมมองของพลังงานของโมเลกุล ตัวอย่าง:
แมลงบางชนิดปรับตัวให้ "เดิน" บนผิวน้ำได้อย่างแม่นยำเนื่องจากแรงตึงผิว ตัวอย่าง: Water striders, Waterfowl beetle, grubs บางชนิด
มีสมบัติทั่วไปของของเหลวและของแข็ง หนึ่งในนั้นคือความลื่นไหล ความแตกต่างทั้งหมดคือสำหรับอดีตมันไม่ จำกัด สาระสำคัญของพารามิเตอร์นี้คืออะไร?
ถ้าใช้แรงภายนอกกับของเหลวร่างกายก็จะแบ่งเป็นส่วนๆ แยกออกจากกัน คือมันจะไหลไป ในกรณีนี้ แต่ละส่วนจะเติมปริมาตรทั้งหมดของเรืออีกครั้ง สำหรับของแข็ง คุณสมบัตินี้มีจำกัดและขึ้นอยู่กับสภาวะภายนอก
ซึ่งรวมถึงพารามิเตอร์สามตัวที่แสดงลักษณะของสารที่เรากำลังพิจารณา:
คุณสมบัติของของเหลว เช่น การให้ความร้อนยิ่งยวดและภาวะอุณหภูมิต่ำเกี่ยวข้องโดยตรงกับจุดเดือดและจุดเยือกแข็งวิกฤตตามลำดับ ของเหลวที่ร้อนเกินไปคือของเหลวที่ผ่านเกณฑ์ของจุดความร้อนวิกฤตเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิ แต่ไม่ได้แสดงสัญญาณการเดือดจากภายนอก
Supercooled ตามลำดับเป็นของเหลวที่เอาชนะจุดวิกฤตของการเปลี่ยนไปสู่อีกเฟสหนึ่งภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิต่ำ แต่ยังไม่กลายเป็นของแข็ง
ทั้งในข้อแรกและข้อสองมีเงื่อนไขสำหรับการแสดงคุณสมบัติดังกล่าว
ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจคือหากอยู่ในของเหลวที่มีความร้อนยวดยิ่ง(เช่น น้ำ) โยนสิ่งแปลกปลอมลงไป มันจะเดือดทันที สามารถรับได้โดยการให้ความร้อนภายใต้อิทธิพลของรังสี (ในเตาไมโครเวฟ)
มีสองตัวเลือกสำหรับพารามิเตอร์นี้
โดยทั่วไปแล้ว ระเบียบวินัยของไฮโดรแอโรเมคานิกส์เกี่ยวข้องกับการศึกษาอันตรกิริยาของของเหลวกับสารประกอบในสถานะการรวมตัวอื่นๆ
คุณสมบัติพื้นฐานของของไหลจะไม่สมบูรณ์หากเราไม่ได้กล่าวถึงความสามารถในการบีบอัด แน่นอนว่าพารามิเตอร์นี้เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบแก๊ส อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เรากำลังพิจารณาสามารถบีบอัดได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ
ความแตกต่างที่สำคัญคือความเร็วของกระบวนการและของมันความสม่ำเสมอ หากสามารถบีบอัดก๊าซได้อย่างรวดเร็วและภายใต้แรงดันต่ำ ของเหลวจะถูกบีบอัดอย่างไม่สม่ำเสมอเป็นเวลานานและภายใต้สภาวะที่เลือกเป็นพิเศษ
นี่เป็นคุณสมบัติอีกสองประการของของเหลว ฟิสิกส์ให้คำอธิบายต่อไปนี้:
ตัวอย่างทั่วไปของกระบวนการทั้งสองนี้ในธรรมชาติ ได้แก่ การระเหยของน้ำจากพื้นผิวของมหาสมุทรโลก การควบแน่นในชั้นบรรยากาศชั้นบน และจากนั้นจึงเกิดการตกตะกอน
คุณสมบัติเหล่านี้เป็นเรื่องของการศึกษาดังกล่าววิทยาศาสตร์เช่นอุทกกลศาสตร์ โดยเฉพาะในส่วนของทฤษฎีกลศาสตร์ของไหลและก๊าซ พารามิเตอร์เชิงกลหลักที่แสดงสถานะของการรวมตัวของสารภายใต้การพิจารณา ได้แก่ :
ความหนาแน่นของวัตถุที่เป็นของเหลวคือมวลของมันซึ่งมีอยู่ในหนึ่งหน่วยปริมาตร ตัวบ่งชี้นี้แตกต่างกันไปตามสารประกอบต่างๆ มีข้อมูลการคำนวณและการวัดเชิงทดลองอยู่แล้วในตัวบ่งชี้นี้ ซึ่งป้อนในตารางพิเศษ
ความถ่วงจำเพาะคือน้ำหนักของของเหลวหนึ่งหน่วยปริมาตร ตัวบ่งชี้นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก (เมื่อเพิ่มขึ้นน้ำหนักจะลดลง)
ทำไมต้องศึกษาคุณสมบัติทางกล?ของเหลว? ความรู้นี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจกระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติภายในร่างกายมนุษย์ นอกจากนี้เมื่อสร้างวิธีการทางเทคนิคผลิตภัณฑ์ต่างๆ ท้ายที่สุดแล้ว สารที่เป็นของเหลวเป็นหนึ่งในรูปแบบมวลรวมที่พบมากที่สุดในโลกของเรา
คุณสมบัติของก๊าซ ของเหลว ของแข็ง คือวัตถุประสงค์ของการศึกษาฟิสิกส์ตลอดจนบางสาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากสารที่เป็นของเหลวแบบดั้งเดิมแล้ว ยังมีสิ่งที่เรียกว่าสารที่ไม่ใช่นิวตันซึ่งได้รับการศึกษาโดยวิทยาศาสตร์นี้ด้วย พวกเขาคืออะไรและทำไมพวกเขาถึงได้รับชื่อเช่นนี้?
เพื่อทำความเข้าใจว่าสารประกอบเหล่านี้คืออะไร เราได้ให้ตัวอย่างทั่วไปในครัวเรือน:
นั่นคือของเหลวเหล่านี้มีความหนืดเป็นไปตามการไล่ระดับความเร็ว ยิ่งได้รับแสงเร็วเท่าใด ค่าดัชนีความหนืดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ดังนั้นด้วยการขว้างมือลงบนพื้นอย่างรุนแรงมันจึงกลายเป็นสารแข็งที่สามารถแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้
หากคุณปล่อยให้เขาอยู่คนเดียวในไม่กี่นาทีมันจะแพร่กระจายเหมือนแอ่งน้ำเหนียว ของไหลที่ไม่ใช่นิวตันเป็นสารที่มีลักษณะเฉพาะในแง่ของคุณสมบัติ ซึ่งพบว่ามีการนำไปใช้ไม่เพียงแต่เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเพื่อวัตถุประสงค์ทางวัฒนธรรมและชีวิตประจำวันด้วย
