Sa pang-araw-araw na buhay, palagi tayong nakakaharap ng tatlong estado ng bagay - likido, gas at solid. Mayroon kaming medyo malinaw na ideya kung ano ang mga solid at gas. Ang gas ay isang koleksyon ng mga molekula na random na gumagalaw sa lahat ng direksyon. Ang lahat ng mga molekula ng isang solidong katawan ay nagpapanatili ng kanilang pagkakaayos sa isa't isa. Bahagya lang silang nag-o-ocillate.
Mga tampok ng likidong substance
At ano ang mga likidong substance? Ang kanilang pangunahing tampok ay na, na sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga kristal at gas, pinagsasama nila ang ilang mga katangian ng dalawang estado na ito. Halimbawa, para sa mga likido, pati na rin para sa mga solid (kristal) na katawan, ang pagkakaroon ng lakas ng tunog ay katangian. Gayunpaman, sa parehong oras, ang mga likidong sangkap, tulad ng mga gas, ay kumukuha ng hugis ng sisidlan kung saan sila matatagpuan. Marami sa atin ang naniniwala na wala silang sariling anyo. Gayunpaman, hindi ito. Ang natural na anyo ng anumang likido -bola. Karaniwang pinipigilan ito ng gravity na magkaroon ng ganitong hugis, kaya ang likido ay maaaring maging hugis ng isang sisidlan o kumakalat nang manipis sa ibabaw.
Sa mga tuntunin ng mga katangian nito, ang likidong estado ng isang sangkap ay lalong kumplikado, dahil sa intermediate na posisyon nito. Nagsimula itong pag-aralan mula pa noong panahon ni Archimedes (2200 taon na ang nakararaan). Gayunpaman, ang pagsusuri sa kung paano kumikilos ang mga molekula ng isang likidong sangkap ay isa pa rin sa pinakamahirap na bahagi ng inilapat na agham. Wala pa ring pangkalahatang tinatanggap at ganap na kumpletong teorya ng mga likido. Gayunpaman, tiyak na may masasabi tayo tungkol sa kanilang pag-uugali.
Pag-uugali ng mga molekula sa isang likido
Ang likido ay isang bagay na maaaring dumaloy. Ang short-range order ay sinusunod sa pag-aayos ng mga particle nito. Nangangahulugan ito na ang lokasyon ng mga kapitbahay na pinakamalapit dito, na may paggalang sa anumang butil, ay iniutos. Gayunpaman, habang lumalayo siya sa iba, ang kanyang posisyon na may kaugnayan sa kanila ay nagiging hindi gaanong maayos, at pagkatapos ay ang pagkakasunud-sunod ay ganap na nawala. Ang mga likidong sangkap ay binubuo ng mga molekula na mas malayang gumagalaw kaysa sa mga solido (at mas malaya sa mga gas). Para sa isang tiyak na oras, ang bawat isa sa kanila ay unang nagmamadali sa isang direksyon, pagkatapos ay sa isa pa, nang hindi lumalayo sa mga kapitbahay nito. Gayunpaman, ang isang likidong molekula ay lumalabas sa kapaligiran paminsan-minsan. Nakarating siya sa isang bagong lugar sa pamamagitan ng paglipat sa ibang lugar. Dito muli, para sa isang tiyak na tagal ng panahon, gumawa siya ng mga paggalaw na parang umaalog-alog.
Y. I. Ang kontribusyon ni Frenkel sa pag-aaral ng mga likido
Ako. Si I. Frenkel, isang siyentipikong Sobyet, ay may malaking merito sa pagbuo ng isang bilang ngmga problema sa isang paksa tulad ng mga likidong sangkap. Ang Chemistry ay sumulong nang malaki salamat sa kanyang mga natuklasan. Naniniwala siya na ang thermal motion sa mga likido ay may sumusunod na katangian. Para sa isang tiyak na oras, ang bawat molekula ay umiikot sa paligid ng posisyon ng balanse. Gayunpaman, binabago nito ang lugar nito paminsan-minsan, biglang lumipat sa isang bagong posisyon, na pinaghihiwalay mula sa nauna sa pamamagitan ng isang distansya na humigit-kumulang sa laki ng molekulang ito mismo. Sa madaling salita, sa loob ng likido, ang mga molekula ay gumagalaw, ngunit dahan-dahan. Minsan ay nananatili sila malapit sa ilang lugar. Dahil dito, ang kanilang paggalaw ay parang pinaghalong galaw sa gas at sa solidong katawan. Ang mga pagbabagu-bago sa isang lugar pagkaraan ng ilang sandali ay napapalitan ng isang libreng paglipat mula sa isang lugar patungo sa isang lugar.
Presyon sa likido
Ang ilang mga katangian ng likidong bagay ay alam natin dahil sa patuloy na pakikipag-ugnayan sa kanila. Kaya, mula sa karanasan ng pang-araw-araw na buhay, alam natin na kumikilos ito sa ibabaw ng mga solidong katawan na nakikipag-ugnay dito, na may ilang mga puwersa. Tinatawag silang fluid pressure forces.
Halimbawa, kapag binubuksan ang gripo ng tubig gamit ang isang daliri at binubuksan ang tubig, nararamdaman natin kung paano ito pumipindot sa daliri. At ang isang manlalangoy na sumisid sa kalaliman ay hindi sinasadyang makaranas ng sakit sa kanyang mga tainga. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga puwersa ng presyon ay kumikilos sa eardrum. Ang tubig ay isang likidong sangkap, kaya mayroon itong lahat ng mga katangian nito. Upang masukat ang temperatura ng tubig sa lalim ng dagat, napakalakasmga thermometer para hindi sila madurog ng fluid pressure.
Ang pressure na ito ay dahil sa compression, iyon ay, pagbabago sa volume ng likido. Ito ay may pagkalastiko kaugnay ng pagbabagong ito. Ang mga puwersa ng presyon ay ang mga puwersa ng pagkalastiko. Samakatuwid, kung ang isang likido ay kumikilos sa mga katawan na nakikipag-ugnay dito, pagkatapos ito ay naka-compress. Dahil tumataas ang density ng isang substance sa panahon ng compression, maaari nating ipagpalagay na ang mga likido ay may elasticity kaugnay ng pagbabago sa density.
Pagsingaw
Patuloy na isinasaalang-alang ang mga katangian ng isang likidong sangkap, tayo ay bumaling sa pagsingaw. Malapit sa ibabaw nito, pati na rin nang direkta sa ibabaw na layer, kumikilos ang mga puwersa na nagsisiguro sa mismong pag-iral ng layer na ito. Hindi nila pinapayagan ang mga molekula sa loob nito na umalis sa dami ng likido. Gayunpaman, dahil sa thermal motion, ang ilan sa kanila ay nagkakaroon ng medyo mataas na bilis, sa tulong kung saan posible na malampasan ang mga puwersang ito at iwanan ang likido. Tinatawag namin itong phenomenon na evaporation. Maaari itong obserbahan sa anumang temperatura ng hangin, gayunpaman, sa pagtaas nito, tumataas ang intensity ng evaporation.
Condensation
Kung ang mga molekula na naiwan sa likido ay aalisin sa espasyong malapit sa ibabaw nito, ang lahat ng ito ay sumingaw sa kalaunan. Kung ang mga molecule na umalis dito ay hindi naalis, sila ay bumubuo ng singaw. Ang mga molekula ng singaw na bumagsak sa rehiyon na malapit sa ibabaw ng likido ay dinadala dito sa pamamagitan ng mga puwersa ng pang-akit. Ang prosesong ito ay tinatawag na condensation.
Kaya,kung ang mga molekula ay hindi tinanggal, ang rate ng pagsingaw ay bumababa sa paglipas ng panahon. Kung ang densidad ng singaw ay tumaas pa, ang isang sitwasyon ay naabot kung saan ang bilang ng mga molekula na umaalis sa likido sa isang tiyak na oras ay magiging katumbas ng bilang ng mga molekula na bumabalik dito sa parehong oras. Lumilikha ito ng estado ng dynamic na equilibrium. Ang singaw sa loob nito ay tinatawag na saturated. Ang presyon at density nito ay tumataas sa pagtaas ng temperatura. Kung mas mataas ito, mas malaki ang bilang ng mga likidong molekula na may sapat na enerhiya para sa pagsingaw at mas malaki dapat ang density ng singaw upang ang condensation ay pantay na evaporation.
Kumukulo
Kapag, sa proseso ng pag-init ng mga likidong substance, naabot ang temperatura kung saan ang mga saturated vapor ay may parehong presyon gaya ng panlabas na kapaligiran, ang isang equilibrium ay naitatag sa pagitan ng saturated vapor at liquid. Kung ang likido ay nagbibigay ng karagdagang halaga ng init, ang katumbas na masa ng likido ay agad na na-convert sa singaw. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagkulo.
Ang pagkulo ay ang matinding pagsingaw ng isang likido. Ito ay nangyayari hindi lamang mula sa ibabaw, ngunit may kinalaman sa buong dami nito. Lumilitaw ang mga bula ng singaw sa loob ng likido. Upang mapunta sa singaw mula sa isang likido, ang mga molekula ay kailangang makakuha ng enerhiya. Ito ay kinakailangan upang madaig ang mga kaakit-akit na puwersa na nagpapanatili sa kanila sa likido.
Boiling point
Ang kumukulo ay ang punto kung saanmayroong isang pagkakapantay-pantay ng dalawang presyon - panlabas at puspos na mga singaw. Tumataas ito habang tumataas ang presyon at bumababa habang bumababa ang presyon. Dahil sa ang katunayan na ang presyon sa likido ay nagbabago sa taas ng haligi, ang kumukulo dito ay nangyayari sa iba't ibang antas sa iba't ibang temperatura. Tanging ang puspos na singaw, na nasa itaas ng ibabaw ng likido sa panahon ng proseso ng pagkulo, ay may isang tiyak na temperatura. Ito ay tinutukoy lamang ng panlabas na presyon. Ito ang ibig sabihin kapag pinag-uusapan natin ang punto ng kumukulo. Naiiba ito para sa iba't ibang likido, na malawakang ginagamit sa engineering, lalo na, kapag nagdidistill ng mga produktong petrolyo.
Ang latent heat ng vaporization ay ang dami ng init na kinakailangan upang gawing singaw ang isang isothermally na tinukoy na dami ng likido kung ang panlabas na presyon ay pareho sa saturated vapor pressure.
Mga katangian ng mga likidong pelikula
Alam nating lahat kung paano makakuha ng foam sa pamamagitan ng pagtunaw ng sabon sa tubig. Ito ay walang iba kundi ang maraming mga bula, na limitado ng thinnest film na binubuo ng likido. Gayunpaman, ang isang hiwalay na pelikula ay maaari ding makuha mula sa foaming liquid. Ang mga katangian nito ay lubhang kawili-wili. Ang mga pelikulang ito ay maaaring maging napakanipis: ang kapal ng mga ito sa pinakamanipis na bahagi ay hindi lalampas sa isang daang-ikasanlibo ng isang milimetro. Gayunpaman, kung minsan sila ay napaka-stable, sa kabila nito. Ang sabon na pelikula ay maaaring sumailalim sa pagpapapangit at pag-inat, ang isang jet ng tubig ay maaaring dumaan dito nang hindi sinisira ito. Paano ipaliwanag ang gayong katatagan? Upang lumitaw ang isang pelikula, kinakailangan upang magdagdag ng mga sangkap na natutunaw dito sa isang purong likido. Ngunit wala, ngunit ganoon,na makabuluhang nagpapababa ng tensyon sa ibabaw.
Mga likidong pelikula sa kalikasan at teknolohiya
Sa teknolohiya at kalikasan, pangunahin nating nakikipagkita hindi sa mga indibidwal na pelikula, ngunit sa foam, na kanilang kumbinasyon. Madalas itong maobserbahan sa mga batis, kung saan ang maliliit na batis ay nahuhulog sa mahinahong tubig. Ang kakayahan ng tubig na magbula sa kasong ito ay nauugnay sa pagkakaroon ng organikong bagay sa loob nito, na itinago ng mga ugat ng mga halaman. Ito ay isang halimbawa kung paano bumubula ang mga natural na likidong sangkap. Ngunit ano ang tungkol sa teknolohiya? Sa panahon ng pagtatayo, halimbawa, ang mga espesyal na materyales ay ginagamit na may cellular na istraktura na kahawig ng foam. Ang mga ito ay magaan, mura, sapat na malakas, hindi maganda ang pagsasagawa ng tunog at init. Para makuha ang mga ito, nagdaragdag ng mga foaming agent sa mga espesyal na solusyon.
Konklusyon
Kaya, natutunan namin kung ano ang mga sangkap na likido, nalaman na ang likido ay isang intermediate na estado ng bagay sa pagitan ng gas at solid. Samakatuwid, mayroon itong mga katangian na katangian ng pareho. Ang mga likidong kristal, na malawakang ginagamit ngayon sa teknolohiya at industriya (halimbawa, mga liquid crystal display) ay isang pangunahing halimbawa ng ganitong estado ng bagay. Pinagsasama nila ang mga katangian ng mga solido at likido. Mahirap isipin kung anong mga likidong sangkap ang iimbento ng agham sa hinaharap. Gayunpaman, malinaw na may malaking potensyal sa ganitong estado ng bagay na magagamit para sa kapakinabangan ng sangkatauhan.
Espesyal na interes sa pagsasaalang-alang ng mga prosesong pisikal at kemikal na nagaganapsa isang likidong estado, dahil sa ang katunayan na ang tao mismo ay binubuo ng 90% ng tubig, na siyang pinakakaraniwang likido sa Earth. Nasa loob nito na ang lahat ng mahahalagang proseso ay nagaganap kapwa sa halaman at sa mundo ng hayop. Samakatuwid, mahalagang pag-aralan nating lahat ang likidong estado ng bagay.
