الخصائص السبع لأهم السوائل
تعمل خصائص السوائل على تحديد التركيب الجزيئي والخصائص الفيزيائية لإحدى حالات المادة.
الأكثر دراسة هي الانضغاطية ، التوتر السطحي ، التماسك ، التصاق ، اللزوجة ، نقطة التجمد والتبخر.
السائل هو واحد من ثلاث حالات تجميع للمادة ، والحالتان الأخريان هما الحالة الصلبة والغازي. هناك حالة رابعة من المادة ، هي البلازما ، ولكنها تحدث فقط في ظروف الضغط الشديد ودرجة الحرارة.
المواد الصلبة هي المواد التي تحافظ على شكلها والتي يمكن من خلالها التعرف بسهولة على أنها كائنات. الغازات عبارة عن مواد تطفو في الهواء وتنتشر فيها ، ولكن يمكن احتجازها في حاويات مثل الفقاعات والبالونات.
السوائل في منتصف الحالة الصلبة والحالة الغازية. بشكل عام ، من خلال تغيير درجة الحرارة و / أو الضغط ، من الممكن تمرير السائل إلى أي من الدولتين الأخريين.
هناك كمية كبيرة من المواد السائلة الموجودة في كوكبنا. من بينها السوائل الزيتية والسوائل العضوية وغير العضوية والبلاستيك والمعادن مثل الزئبق. إذا كان لديك أنواع من الجزيئات من مواد مختلفة مذابة في سائل ، فسوف يطلق عليها حلاً ، مثل العسل وسوائل الجسم والكحول والمحلول الفسيولوجي.
الخصائص الرئيسية للحالة السائلة
1- الانضغاطية
المساحة المحدودة بين جزيئاتها تجعل السوائل مادة غير قابلة للضغط تقريبًا. وهذا يعني أن الضغط لفرض كمية معينة من السائل في مساحة صغيرة للغاية لحجمها أمر صعب للغاية.
يستخدم الكثير من ممتص الصدمات للسيارات أو الشاحنات الكبيرة السوائل المضغوطة ، مثل الزيوت ، في أنابيب محكمة الغلق. هذا يساعد على امتصاص ومقاومة الصخب المستمر الذي يمارسه المسار على العجلات ، ويسعى إلى أقل حركة انتقال لهيكل السيارة.
2- تغيرات الدولة
إن تعريض السائل في درجات حرارة عالية سوف يتبخر. تسمى هذه النقطة الحرجة نقطة الغليان وهي مختلفة حسب المادة. تزيد الحرارة من الفصل بين جزيئات السائل حتى يتم فصلها بما يكفي لتفريق مثل الغاز.
أمثلة: يتبخر الماء عند 100 درجة مئوية ، والحليب عند 100.17 درجة مئوية ، والكحول عند 78 درجة مئوية ، والزئبق عند 357 درجة مئوية.
في الحالة المقابلة ، فإن تعريض السائل في درجات حرارة منخفضة للغاية من شأنه أن يصلب. وهذا ما يسمى نقطة التجمد ويعتمد أيضًا على كثافة كل مادة. يبطئ البرد حركة الذرات عن طريق زيادة جاذبيتها بين الجزيئات بدرجة كافية للتصلب إلى الحالة الصلبة.
أمثلة: يتجمد الماء عند درجة حرارة 0 مئوية ، والحليب بين -0.513 درجة مئوية و -0.565 درجة مئوية ، والكحول عند -114 درجة مئوية ، والزئبق عند -39 درجة مئوية تقريبًا.
تجدر الإشارة إلى أن خفض درجة حرارة الغاز حتى يتم تحويله إلى سائل يسمى التكثيف ، وتسخين مادة صلبة بما فيه الكفاية يمكن أن يذوبه أو يذوبه إلى حالة سائلة. وتسمى هذه العملية الانصهار. تشرح دورة المياه تمامًا كل هذه التغييرات في الحالة.
3- التماسك
إنه ميل نفس النوع من الجزيئات إلى جذب بعضها البعض. هذا الجذب الجزيئي في السوائل يسمح لهم بالتحرك والتدفق ، معًا حتى يكتشفوا طريقة لتحقيق أقصى قدر من قوة الجذب هذه.
التماسك يعني حرفيًا "عمل الالتصاق". تحت سطح السائل ، تكون القوة المتماسكة بين الجزيئات هي نفسها في جميع الاتجاهات. ومع ذلك ، على السطح ، لا تملك الجزيئات سوى قوة الانجذاب هذه تجاه الجانبين وخاصة تجاه الجزء الداخلي لجسم السائل.
هذه الخاصية مسؤولة عن تكوين سوائل كروية ، وهي الشكل الذي يحتوي على مساحة سطح أقل لزيادة الجاذبية بين الجزيئات.
في ظل ظروف الجاذبية الصفرية ، سيبقى السائل عائمًا في كرة ، ولكن عندما تنجذب الكرة بفعل الجاذبية فإنها تخلق شكل الإسقاط المعروف في محاولة للبقاء عالقة.
يمكن تقدير تأثير هذه الخاصية باستخدام القطرات على الأسطح المسطحة ؛ لا تشتت جزيئاتها عن طريق قوة التماسك. أيضا في الحنفيات مغلقة بالتنقيط البطيء. يحافظ الجذب الجزيئي على بعضها البعض حتى تصبح ثقيلة للغاية ، أي عندما يتجاوز الوزن قوة تماسك السائل يسقط ببساطة.
4- التوتر السطحي
تكون قوة التماسك على السطح مسؤولة عن إنشاء طبقة رقيقة من الجزيئات تنجذب إلى بعضها البعض أكثر من الجزيئات المختلفة المحيطة بها ، مثل الهواء.
تسعى جزيئات السائل دائمًا إلى تقليل مساحة السطح عن طريق جذب نفسها إلى الداخل ، مما يعطي إحساسًا بوجود جلد واقي.
في حين أن هذا الجاذبية غير منزعج ، يمكن أن يكون السطح قويًا بشكل لا يصدق. يسمح هذا التوتر السطحي ، في حالة الماء ، ببعض الحشرات بالانزلاق والبقاء على السائل دون أن تغرق.
من الممكن الاحتفاظ بالأجسام الصلبة المسطحة على السائل إذا كنت تتطلع إلى إزعاج جزيئات السطح على أقل قدر ممكن. يتم تحقيق ذلك عن طريق توزيع الوزن على طول وعرض الجسم حتى لا يتغلب على القوة المتماسكة.
تختلف قوة التماسك والتوتر السطحي تبعًا لنوع السائل وكثافته.
5 - التصاق
إنها قوة الجذب بين أنواع مختلفة من الجزيئات. كما يوحي اسمها ، فهذا يعني حرفيًا "العمل على الالتزام". في هذه الحالة ، تكون حاويات السوائل وفي المناطق التي تتدفق من خلالها موجودة عمومًا على جدران الحاويات.
هذه الخاصية هي المسؤولة عن السوائل المواد الصلبة الرطبة. ويحدث ذلك عندما تكون قوة الالتصاق بين جزيئات السائل والصلبة أكبر من قوة التماسك الجزيئي للسائل النقي.
6 - الشعرية
قوة الالتصاق مسؤولة عن تصاعد السوائل أو تنازليها عن طريق التفاعل الجسدي مع مادة صلبة. يمكن إثبات هذا الإجراء الشعري في الجدران الصلبة للحاويات ، حيث يميل السائل إلى تكوين منحنى يسمى الغضروف المفصلي.
قوة التصاق أكبر وقوة تماسك أقل ، تكون الغضروف المفصلي مقعرة وغير ذلك ، تكون الغضروف المحدب. سوف ينحني الماء دائمًا إلى أعلى حيث يلامس جدارًا بينما ينحني الزئبق إلى أسفل ؛ السلوك الفريد تقريبًا في هذه المادة.
تشرح هذه الخاصية سبب ارتفاع العديد من السوائل عندما تتفاعل مع أشياء مجوفة ضيقة للغاية مثل السجائر أو الأنابيب. كلما زاد قطر الأسطوانة ، ستؤدي قوة الالتصاق بجدرانها إلى دخول السائل على الفور تقريبًا داخل الحاوية ، حتى ضد قوة الجاذبية.
7- اللزوجة
إنها القوة الداخلية أو المقاومة للتشوه التي تقدم السائل عندما يتدفق بحرية. يعتمد ذلك بشكل أساسي على كتلة الجزيئات الداخلية والاتصال بين الجزيئات التي تجذبهم. يقال إن السوائل التي تتدفق بشكل أبطأ تكون أكثر لزوجة من السوائل التي تتدفق بشكل أسهل وأسرع.
على سبيل المثال: زيت المحرك أكثر لزوجة من البنزين ، والعسل أكثر لزوجة من الماء وشراب القيقب أكثر لزوجة من الزيت النباتي.
لكي يتدفق السائل ، فإنه يحتاج إلى استخدام القوة ؛ على سبيل المثال ، الجاذبية. ولكن يمكن تقليل لزوجة المواد عن طريق تطبيق الحرارة عليها. الزيادة في درجة الحرارة تجعل الجزيئات تتحرك بشكل أسرع مما يسمح للسائل بالتدفق بشكل أسهل.
مزيد من المعلومات حول السوائل
كما هو الحال في جزيئات المواد الصلبة ، تخضع جزيئات السوائل لجاذبية دائمة بين الجزيئات. ومع ذلك ، في السوائل هناك مساحة أكبر بين الجزيئات ، وهذا يسمح لها بالتحرك والتدفق دون البقاء في وضع ثابت.
يحافظ هذا الجاذبية على حجم السائل السائل ، وهو ما يكفي للحفاظ على الجزيئات مرتبطة بعمل الجاذبية دون التشتت في الهواء كما هو الحال في الغازات ، ولكن ليس بما يكفي للحفاظ عليه في شكل محدد كما هو الحال في حالة المواد الصلبة.
بهذه الطريقة ، سيسعى السائل إلى التدفق والانزلاق من المستويات العالية حتى يصل إلى الجزء الأدنى من الحاوية ، وبالتالي يأخذ شكله ، ولكن دون تغيير حجمه. عادة ما يكون سطح السوائل مسطحًا بفضل الجاذبية التي تضغط على الجزيئات.
كل هذه الأوصاف المذكورة أعلاه موجودة في الحياة اليومية كلما كانت مملوءة بأنابيب اختبار المياه ، الأطباق ، الكؤوس ، الجرار ، الزجاجات ، المزهريات ، الخزانات ، الخزانات ، الآبار ، أحواض السمك ، أنظمة الأنابيب ، الأنهار ، البحيرات والسدود.
حقائق غريبة عن الماء
الماء هو أكثر السوائل شيوعًا ووفرة في الأرض ، وهو واحد من المواد القليلة التي يمكن العثور عليها في أي من الحالات الثلاث: المادة الصلبة في شكل جليد ، وحالته السائلة الطبيعية والغازي في شكل بخار. المياه.
- إنه السائل غير المعدني ذو قوة تماسك أكبر.
- وهو السائل الشائع مع ارتفاع التوتر السطحي باستثناء الزئبق.
- تتوسع معظم المواد الصلبة عند الذوبان. الماء يتوسع عند التجميد.
- العديد من المواد الصلبة أكثر كثافة من الحالات السائلة المقابلة لها. الجليد أقل كثافة من الماء ، ولهذا يطفو.
- إنه مذيب ممتاز. ويطلق عليه المذيبات العالمية
