Адамды курчап тургандын баары, анын ичинде өзүн да заттардан турган денелер экени белгилүү. Булар, өз кезегинде, молекулалардан, экинчиси атомдордон, андан да кичинекей түзүлүштөрдөн курулган. Бирок, курчап турган көп түрдүүлүк ушунчалык чоң болгондуктан, ал тургай кандайдыр бир жалпылыкты элестетүү кыйын. Жана бар. Кошулмалардын саны миллиондоп саналат, алардын ар бири касиеттери, түзүлүшү жана ролу боюнча уникалдуу. Бардыгы болуп бир нече фазалык абалдар бөлүнөт, аларга ылайык бардык заттарды корреляциялоого болот.
Материя абалы
Кошулмалардын жалпы абалынын төрт варианты бар.
- Газдар.
- Катуу заттар.
- Суюктуктар.
- Плазма өтө сейрек кездешүүчү иондоштурулган газдар.
Бул макалада биз суюктуктардын касиеттерин, алардын структуралык өзгөчөлүктөрүн жана мүмкүн болуучу иштөө параметрлерин карайбыз.
Суюк денелердин классификациясы
Бул бөлүнүү суюктуктардын касиеттерине, алардын структурасына жана химиялык түзүлүшүнө, ошондой эле кошулманы түзгөн бөлүкчөлөрдүн өз ара аракеттенүү түрлөрүнө негизделген.
- Ван-дер-Ваальс күчтөрү тарабынан бириктирилген атомдордон турган мындай суюктуктар. Мисалы, суюк газдар (аргон, метан жана башкалар).
- Эки бирдей атомдон турган заттар. Мисалдар: суюлтулган газдар - суутек, азот, кычкылтек жана башкалар.
- Суюк металлдар - сымап.
- Коваленттик полярдык байланыштар менен байланышкан элементтерден турган заттар. Мисалдар: хлордуу суутек, йодид суутек, күкүрт суутек жана башкалар.
- Суутек байланыштары бар бирикмелер. Мисалдар: суу, спирттер, эритмедеги аммиак.
Ошондой эле өзгөчө структуралар бар - суюк кристаллдар, Ньютондук эмес суюктуктар сыяктуу өзгөчө касиеттерге ээ.
Биз суюктуктун башка бардык агрегаттык абалынан айырмалоочу негизги касиеттерин карап чыгабыз. Биринчиден, булар көбүнчө физикалык деп аталган нерселер.
Суюктуктардын касиеттери: формасы жана көлөмү
Жалпысынан 15ке жакын мүнөздөмөлөрдү айырмалоого болот, алар бизге каралып жаткан заттар эмне экенин жана алардын баалуулугу менен өзгөчөлүктөрүн сүрөттөөгө мүмкүндүк берет.
Агрегациянын мындай абалы жөнүндө сөз болгондо суюктуктун эң биринчи физикалык касиеттери – бул форманы өзгөртүү жана белгилүү бир көлөмдү ээлөө жөндөмдүүлүгү. Ошентип, мисалы, биз суюк заттардын түрү жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда ал жок деп эсептөө жалпысынан кабыл алынат. Бирок, андай эмес.
Белгилүү тартылуу күчүнүн таасири астында зат тамчылары кандайдыр бир деформацияга дуушар болот, ошондуктан алардын формасы бузулуп, чексиз болуп калат. Бирок, эгерде сиз гравитация аракет кылбаган шарттарда бир тамчы жайгаштырсаңызже катуу чектелген, анда ал топтун идеалдуу формасын алат. Ошентип, «Суюктуктардын касиеттерин атагыла» деген тапшырма берилгенде, өзүн физиканы жакшы билген адам бул чындыкты айтып өтүшү керек.
Көлөмгө келсек, бул жерде газдардын жана суюктуктардын жалпы касиеттерин белгилей кетүү керек. Экөө тең идиштин дубалдары менен гана чектелген мейкиндиктин бардык көлөмүн ээлей алышат.
Илешкектүүлүк
Суюктуктардын физикалык касиеттери абдан ар түрдүү. Бирок алардын бири уникалдуу, мисалы, илешкектүүлүк. Бул эмне жана ал кантип аныкталат? Каралып жаткан маани көз каранды болгон негизги параметрлер:
- тангенциалдык стресс;
- жылуу ылдамдыгы градиенти.
Көрсөтүлгөн маанилердин көз карандылыгы сызыктуу. Эгерде жөнөкөй сөз менен түшүндүрсөк, анда илешкектүүлүк, көлөм сыяктуу суюктуктар менен газдардын сырткы таасир күчтөрүнө карабастан, алар үчүн жалпы болгон жана чексиз кыймылды билдирген касиеттери. Башкача айтканда, эгерде суу идиштен агып чыкса, анда ал ар кандай таасирлердин (тартылуу күчү, сүрүлүү жана башка параметрлер) астында улана берет.
Бул Ньютондук эмес суюктуктардан айырмаланат, алар илешкектүүраак жана артына убакыттын өтүшү менен толуп турган тешиктерди калтырышы мүмкүн.
Бул көрсөткүч эмнеден көз каранды?
- Температурадан. Температуранын жогорулашы менен кээ бир суюктуктардын илешкектүүлүгү жогорулайт, ал эми башкалары, тескерисинче,төмөндөйт. Бул конкреттүү кошулмага жана анын химиялык түзүлүшүнө жараша болот.
- Басымдан. Көбөйүү илешкектүүлүк индексинин жогорулашына алып келет.
- Заттын химиялык курамынан. Таза заттын үлгүсүндөгү илешкектүүлүк кошулмалардын жана бөтөн компоненттердин катышуусунда өзгөрөт.
Жылуулук сыйымдуулугу
Бул термин заттын өзүнүн температурасын Цельсий боюнча бир градуска жогорулатуу үчүн белгилүү өлчөмдө жылуулукту сиңирүү жөндөмүн билдирет. Бул көрсөткүч үчүн ар кандай байланыштар бар. Кээ бирлеринин жылуулук сыйымдуулугу көбүрөөк, башкалары азыраак.
Ошентип, мисалы, суу абдан жакшы жылуулук аккумулятору болуп саналат, бул аны жылытуу системаларына, тамак-аш даярдоого жана башка муктаждыктарга кеңири колдонууга мүмкүндүк берет. Жалпысынан жылуулук сыйымдуулук индекси ар бир суюктук үчүн жекече болуп саналат.
Беттик чыңалуу
Көп учурда: "Суюктуктардын касиеттерин атагыла" деген тапшырманы алып, алар дароо беттик чыңалууну эстешет. Анткени, балдар аны физика, химия, биология сабактарында тааныштырат. Жана ар бир пункт бул маанилүү параметрди өз жагынан түшүндүрөт.
Беттик чыңалуунун классикалык аныктамасы төмөнкүдөй: бул фазалык чек. Башкача айтканда, суюктук белгилүү бир көлөмдү ээлеген учурда, ал сыртынан газ түрүндөгү чөйрө - аба, буу же башка зат менен чектешет. Ошентип, фазалардын бөлүнүшү контакт болгон жерде пайда болот.
Ошол эле учурда молекулалар өздөрүн мүмкүн болушунча көп бөлүкчөлөр менен курчоого ыкташат жана ушундан улам,суюктукту бүтүндөй кысуу. Ошондуктан бети керилип калгандай. Ошол эле касиет тартылуу күчү жок болгон суюк тамчылардын сфералык формасын да түшүндүрө алат. Анткени, бул молекуланын энергиясы жагынан идеалдуу форма. Мисалдар:
- самын көбүгү;
- кайнак суу;
- салмаксыздыкта суюктук төмөндөйт.
Кээ бир курт-кумурскалар беттик чыңалуудан улам суунун бетинде так "басууга" ыңгайлашкан. Мисалдар: суу сүзүүчүлөрү, сууда сүзүүчү канаттуулар, кээ бир курт-кумурскалар.
Түс
Суюк жана катуу заттардын жалпы касиеттери бар. Алардын бири суюктук болуп саналат. Бүт айырмасы, биринчиси үчүн чексиз. Бул параметрдин маңызы эмнеде?
Эгер суюк денеге сырттан күч келтирсе, ал бөлүктөргө бөлүнүп, аларды бири-биринен ажыратат, башкача айтканда агып чыгат. Бул учурда, ар бир бөлүгү кайрадан идиштин бүт көлөмүн толтурат. Катуу заттар үчүн бул касиет чектелген жана тышкы шарттарга көз каранды.
Касиеттердин температурадан көз карандылыгы
Булар биз карап жаткан заттарды мүнөздөгөн үч параметрди камтыйт:
- ашып кетүү;
- муздатуу;
- кайнап жатат.
Суюктуктардын өтө ысып кетүү жана гипотермия сыяктуу касиеттери тиешелүүлүгүнө жараша критикалык кайноо жана тоңуу чекиттерине (пункттарына) түздөн-түз байланыштуу. Ашыкча ысып кеткен суюктук - температурага дуушар болгондо критикалык жылытуу чекитинин босогосун ашып өткөн, бирок кайноонун тышкы белгилерин көрсөтпөгөн суюктук.
Supercooled, тиешелүүлүгүнө жараша, деп аталаттөмөнкү температуранын таасири астында башка фазага өтүүнүн критикалык чекитинин босогосунан өткөн, бирок катуу затка айланган суюктук.
Биринчи жана экинчи учурларда да мындай касиеттердин көрүнүшү үчүн шарттар бар.
- Системага эч кандай механикалык таасир этпейт (кыймыл, титирөө).
- Бирдиктүү температура, капыстан секирүү жана түшүү жок.
Кызыктуу факт, эгер сиз бөтөн нерсени өтө ысытылган суюктукка (мисалы, сууга) ыргытсаңыз, ал ошол замат кайнайт. Аны радиациянын (микротолкундуу меште) ысытуу аркылуу ала аласыз.
Материянын башка фазалары менен бирге жашоо
Бул параметр үчүн эки вариант бар.
- Суюктук - газ. Мындай системалар эң кеңири таралган, анткени алар жаратылыштын бардык жеринде бар. Анткени, суунун бууланышы табигый циклдин бир бөлүгү. Бул учурда, пайда болгон буу суюк суу менен бир эле учурда бар. Эгерде жабык система жөнүндө айта турган болсок, анда буулануу ал жерде да болот. Бул жөн гана буу абдан тез каныккан жана бүтүндөй система тең салмактуулукка келет: суюктук - каныккан буу.
- Суюктук - катуу заттар. Айрыкча, мындай системаларда дагы бир өзгөчөлүгү байкалат - нымдуу. Суу менен катуу заттын өз ара аракетинде акыркысы сууну толук, жарым-жартылай нымдап, жада калса сууну түртүп жибериши мүмкүн. Сууда тез жана иш жүзүндө чексиз эрүүчү кошулмалар бар. Буга такыр жөндөмсүздөр бар (айрым металлдар, алмаз жана башкалар).
Жалпысынан гидроаэромеханика дисциплина суюктуктардын башка агрегаттык абалындагы бирикмелер менен өз ара аракеттенүүсүн изилдөө менен алектенет.
Кысылуу
Эгерде кысылышын айтпасак, суюктуктун негизги касиеттери толук эмес болмок. Албетте, бул параметр газ системалары үчүн көбүрөөк мүнөздүү. Бирок, биз карап жаткандар да белгилүү бир шарттарда кысылышы мүмкүн.
Негизги айырмачылык процесстин ылдамдыгында жана анын бирдейлигинде. Газды тез жана төмөнкү басымда кысууга болот, ал эми суюктуктар бир калыпта эмес, жетиштүү убакытка жана атайын тандалган шарттарда кысылган.
Суюктуктардын бууланышы жана конденсациясы
Бул суюктуктун дагы эки касиети. Физика аларга төмөнкү түшүндүрмөлөрдү берет:
- Буулануу – заттын агрегациянын суюк абалынан катуу абалга акырындык менен өтүшүн мүнөздөгөн процесс. Бул системага жылуулук эффекттеринин таасири астында болот. Молекулалар кыймылдай баштайт жана кристалл торлорун өзгөртүп, газ абалына өтөт. Процесс бардык суюктук бууга айланганга чейин улана берет (ачык системалар үчүн). Же тең салмактуулук орногонго чейин (жабык идиштер үчүн).
- Конденсация жогоруда көрсөтүлгөн процесске карама-каршы процесс. Бул жерде буу суюктук молекулаларына өтөт. Бул тең салмактуулук же толук фазалык өтүү белгиленгенге чейин болот. Буу суюктукка ага караганда көбүрөөк бөлүкчөлөрдү чыгарат.
Табигаттагы бул эки процесстин типтүү мисалдары болуп Дүйнөлүк океандын бетинен суунун бууланышы, анын конденсацияланышы саналат.жогорку атмосфера, андан кийин кулап түшүү.
Суюктуктун механикалык касиеттери
Бул касиеттер гидромеханика сыяктуу илимдин изилдөө предмети болуп саналат. Тактап айтканда, анын бөлүмү, суюктук жана газ механикасынын теориясы. Заттардын агрегациясынын каралып жаткан абалын мүнөздөгөн негизги механикалык параметрлерге төмөнкүлөр кирет:
- тыгыздык;
- бөлүшүү;
- илешкектүүлүк.
Суюк дененин тыгыздыгы деп анын бир көлөм бирдигинде камтылган массасын түшүнөбүз. Бул көрсөткүч ар кандай кошулмалар үчүн өзгөрөт. Бул көрсөткүч боюнча мурунтан эле эсептелген жана эксперименталдык өлчөнгөн маалыматтар бар, алар атайын таблицаларга киргизилген.
Өзгөчө оордук суюктуктун бир көлөмүнүн салмагы деп эсептелет. Бул көрсөткүч температурага абдан көз каранды (ал жогорулаган сайын салмагы азаят).
Эмне үчүн суюктуктардын механикалык касиеттерин изилдөө керек? Бул билим адамдын денесинде, жаратылышта болуп жаткан жараяндарды түшүнүү үчүн маанилүү болуп саналат. Ошондой эле техникалык каражаттарды, ар турдуу буюмдарды тузууде. Анткени, суюк заттар планетабыздагы эң кеңири таралган агрегаттык формалардын бири.
Ньютондук эмес суюктуктар жана алардын касиеттери
Газдардын, суюктуктардын, катуу нерселердин касиеттери физиканын, ошондой эле кээ бир тектеш дисциплиналардын изилдөө объектиси болуп саналат. Бирок, салттуу суюк заттардан тышкары, Ньютондук эмес деп аталгандар да бар, аларды да бул илим изилдейт. Алар эмне жана алар эмне үчүн алыштыаталышы кандай?
Бул кошулмалар эмне экенин түшүнүү үчүн бул жерде эң кеңири таралган үй мисалдары келтирилген:
- Балдар ойногон "Слайм";
- "кол сагызы" же кол үчүн сагыз;
- кадимки курулуш боёгу;
- крахмалдын суудагы эритмеси ж.б.
Башкача айтканда, бул илешкектүүлүгү ылдамдык градиентине баш ийген суюктуктар. Таасир канчалык тез болсо, илешкектүүлүк индекси ошончолук жогору болот. Ошондуктан, сагыз катуу сокку менен полго тийгенде, ал майдаланып кете турган катуу затка айланат.
Эгер аны жалгыз калтырсаңыз, бир нече мүнөттөн кийин ал жабышчаак көлчүккө жайылып кетет. Ньютондук эмес суюктуктар өзүнүн касиеттери боюнча бир топ уникалдуу заттар болуп саналат, алар техникалык максаттарда гана эмес, маданий жана турмуш-тиричилик максаттарында да колдонулган.
