Dutu za maji na mali zao. Hali ya maji machafu

Katika maisha ya kila siku, sisi daima tunakabiliwa na majimbo matatu ya jambo - kioevu, gesi na imara. Kuhusu yale miili imara na gesi, tuna wazo wazi. Gesi ni mkusanyiko wa molekuli zinazohamia nasibu pande zote. Molekuli zote za mwili imara huhifadhi upatanisho wao wa pamoja. Wanafanya tu mabadiliko machache.

Makala ya dutu ya kioevu

Na ni dutu zenye kioevu? Kipengele chao kuu ni kwamba, kuchukua nafasi ya kati kati ya fuwele na gesi, huchanganya mali fulani ya majimbo haya mawili. Kwa mfano, kwa vinywaji, pamoja na miili imara (fuwele), uwepo wa kiasi ni wa asili. Hata hivyo, wakati huo huo, dutu za kioevu, kama gesi, kuchukua fomu ya chombo ambacho iko. Wengi wetu tunaamini kwamba hawana fomu yao wenyewe. Hata hivyo, hii sio kesi. Aina ya asili ya maji yoyote ni nyanja. Mvuto kawaida huzuia kutwaa fomu hii, hivyo kioevu huchukua fomu ya chombo, au huenea juu ya uso kwenye safu nyembamba.

Kwa upande wa mali zake, hali ya kioevu ya dutu hii ni vigumu sana, ambayo ni kwa sababu ya nafasi yake ya kati. Ilianza kujifunza tangu wakati wa Archimedes (miaka 2200 iliyopita). Hata hivyo, uchambuzi wa jinsi molekuli ya dutu ya maji hutenda bado ni moja ya maeneo magumu zaidi ya sayansi iliyowekwa. Bado bado hakuna nadharia inayojulikana na kamili ya maji. Hata hivyo, tunaweza kusema kitu kuhusu tabia zao kabisa.

Tabia ya molekuli katika kioevu

Kioevu ni kitu kinachoweza kuingilia. Utaratibu wa muda mfupi unazingatiwa katika utaratibu wa chembe zake. Hii ina maana kwamba eneo la majirani karibu na hilo, kwa heshima ya chembe yoyote, ni amri. Hata hivyo, kama inatoka mbali na wengine, msimamo wake kuelekea nao inakuwa chini ya utaratibu, na kisha utaratibu hupotea kabisa. Dutu za maji machafu zinajumuisha molekuli zinazohamia zaidi kwa uhuru zaidi kuliko vilivyozidi (na katika gesi - hata zaidi kwa uhuru). Katika muda fulani, kila mmoja wao hukimbia kutoka upande mmoja hadi mwingine, bila kuhama kutoka kwa majirani zake. Hata hivyo, molekuli ya maji huvunja kutoka kwa mazingira mara kwa mara. Anakuja katika mwezi mpya, akienda mahali pengine. Hapa tena, kwa wakati fulani, yeye hufanya mabadiliko ya mwendo sawa.

Mchango wa Y. I. Frenkel katika kujifunza maji

I. I. I. Frenkel, mwanasayansi wa Soviet, ana sifa nzuri katika kuendeleza mfululizo mzima wa mada kama mada ya kioevu. Kemia imefanya shukrani kubwa ya maendeleo kwa uvumbuzi wake. Aliamini kuwa katika vinywaji maji mwendo wa joto una tabia yafuatayo. Ndani ya wakati fulani, kila molekuli hutembea karibu na msimamo wa usawa. Hata hivyo, hubadilika mahali pake mara kwa mara, na kuhamia ghafla kwenye nafasi mpya, ambayo imetenganishwa na moja ya awali kwa umbali ambao ni takriban ukubwa wa molekuli yenyewe. Kwa maneno mengine, molekuli huhamia ndani ya kioevu, lakini polepole. Sehemu ya wakati wao kukaa karibu maeneo fulani. Kwa hiyo, harakati zao ni kitu kama mchanganyiko wa harakati katika gesi na katika harakati za mwili. Kufutwa kwa sehemu moja baada ya muda hubadilishwa na mabadiliko ya bure kutoka sehemu kwa mahali.

Shinikizo katika kioevu

Baadhi ya mali ya suala la kioevu hujulikana kwetu kupitia ushirikiano wa mara kwa mara pamoja nao. Kwa hiyo, kutokana na uzoefu wa maisha ya kila siku, tunajua kwamba hufanya juu ya uso wa solids zinazowasiliana nayo, na vikosi vinavyojulikana. Wanaitwa nguvu za shinikizo la maji.

Kwa mfano, kwa kufungua shimo la bomba kwa kidole chako na ikiwa ni pamoja na maji, tunasikia jinsi inavyoshikilia kidole. Mtu wa kuogelea ambaye alijitokeza kwa kina kirefu, sio ajali akipata maumivu katika masikio. Inafafanuliwa na ukweli kwamba vikosi vya shinikizo vinatenda kwenye eardrum. Maji ni dutu ya kioevu, kwa hiyo ina mali zake zote. Ili kupima joto la maji katika kina cha bahari, thermometers kali sana zinapaswa kutumika ili kuzuia kusagwa shinikizo la kioevu.

Shinikizo hili linatokana na upinduzi, yaani, mabadiliko katika kiasi cha kioevu. Ina elasticity kwa heshima na mabadiliko haya. Vikosi vya shinikizo - hii ni nguvu ya elasticity. Kwa hiyo, ikiwa kioevu hufanya juu ya miili ya kuwasiliana na hayo, basi inaingizwa. Tangu wiani wa jambo chini ya kuongezeka kwa ukandamizaji, inaweza kudhani kuwa maji ya maji kwa heshima na wiani mabadiliko yana elasticity.

Utoaji

Kuendelea kuzingatia mali ya kitu kioevu, tunaendelea kuhama. Karibu na uso wake, na pia moja kwa moja kwenye safu ya uso, kuna nguvu zinazohakikisha kuwepo kwa safu hii. Hawataruhusu molekuli ndani yake kuondoka kiasi cha kioevu. Hata hivyo, baadhi yao, kwa sababu ya mwendo wa joto, huendeleza kasi ya juu, kwa njia ambayo inawezekana kushinda majeshi haya na kuondoka kioevu. Tunaita hii uharibifu wa uharibifu. Inaweza kuzingatiwa kwa joto lolote la hewa, lakini kwa ongezeko lake kiwango cha uvukizi huongezeka.

Utoaji

Ikiwa molekuli zilizoachwa kioevu huondolewa kutoka kwenye nafasi karibu na uso wake, basi yote yake hatimaye hupuka. Ikiwa molekuli zinazoondoka haziondolewa, zinaunda mvuke. Kuanguka katika kanda karibu na uso wa kioevu, molekuli ya mvuke hutolewa ndani yake kwa nguvu za kivutio. Utaratibu huu huitwa condensation.

Kwa hiyo, ikiwa molekuli haziondolewa, kiwango cha uvukizi hupungua kwa muda. Ikiwa wiani wa mvuke huongeza zaidi, hali inafanikiwa ambayo idadi ya molekuli inayoacha kioevu kwa wakati fulani itakuwa sawa na idadi ya molekuli zinazorejea kwa wakati mmoja. Kwa hiyo kuna hali ya usawa wa nguvu. Mvuke ndani yake inaitwa ulijaa. Shinikizo na wiani huongezeka kwa joto la kuongezeka. Ya juu ni, molekuli zaidi ya kioevu ina nishati ya kutosha kwa uvukizi na mvuke zaidi lazima iwe na hivyo ili condensation inaweza equalize na evaporation.

Kuwasha

Wakati joto linafikia wakati wa joto la vitu vyenye kioevu, ambayo mvuke iliyojaa ina shinikizo sawa na katikati ya nje, usawa imara kati ya mvuke iliyojaa na kioevu. Ikiwa kioevu kinafahamisha kiasi cha ziada cha joto, molekuli sambamba ya kioevu mara moja hugeuka kwenye mvuke. Utaratibu huu unaitwa kuchemsha.

Kuwasha ni uvukizi mkali wa kioevu. Hutokea sio tu kutoka kwenye uso, lakini huhusisha kiasi chake nzima. Ndani ya kioevu, Bubbles za mvuke zinaonekana. Ili kubadili mvuke kutoka kwa kioevu, molekuli zinahitaji kupata nishati. Inahitajika kuondokana na nguvu za kivutio, ambazo zinahifadhiwa katika kioevu.

Kiwango cha kuchemsha

Nambari ya kuchemsha ni moja ambayo shinikizo mbili huzingatiwa-mvuke za nje na zilizojaa. Inakua kwa shinikizo la kuongezeka na inapungua wakati inapungua. Kwa sababu shinikizo katika mabadiliko ya kioevu na urefu wa safu, kuchemsha hutokea ndani yake kwa viwango tofauti katika joto tofauti. Ni mvuke tu iliyojaa, ambayo iko juu ya uso wa kioevu wakati wa kuchemsha, ina joto fulani. Imeamua tu kwa shinikizo la nje. Hii ndiyo maana tunayozungumzia juu ya kiwango cha kuchemsha. Inatofautiana na maji tofauti, ambayo hutumiwa sana katika uhandisi, hususan, katika kutengeneza bidhaa za petroli.

Joto la joto la mvuke ni kiasi cha joto muhimu kubadili kiasi kikubwa cha maji ndani ya mvuke ikiwa shinikizo la nje ni sawa na shinikizo la mvuke.

Mali ya filamu za kioevu

Sisi sote tunajua jinsi ya kupata povu kwa kufuta sabuni katika maji. Hii sio zaidi ya Bubbles nyingi, ambazo ni mdogo na filamu nyembamba yenye maji. Hata hivyo, filamu tofauti inaweza pia kupatikana kutoka povu inayounda kioevu. Mali yake ni ya kuvutia sana. Filamu hizi zinaweza kuwa nyembamba sana: unene wao katika sehemu za finnest hauzidi mia moja ya millimeter. Hata hivyo, wakati mwingine ni imara sana, licha ya hili. Filamu ya sabuni inaweza kuwekwa na deformation na kuenea, ndege ya maji inaweza kupita kwa njia hiyo, bila kuharibu. Jinsi ya kuelezea utulivu huu? Ili filamu itaonekana, ni muhimu kuongeza kwenye dutu safi ya maji ambayo hupasuka ndani yake. Lakini sio yoyote, lakini hiyo ambayo hupunguza mvutano wa uso kwa kiasi kikubwa.

Filamu za maji ya asili na teknolojia

Katika teknolojia na asili, sisi kukutana hasa si na filamu binafsi, lakini kwa povu, ambayo ni jumla yao. Inaweza kuonekana mara kwa mara katika mito, ambako pembe ndogo huanguka maji ya utulivu. Uwezo wa maji kwa mabua katika kesi hii ni kuhusiana na uwepo ndani ya dutu ya kikaboni, ambayo hutolewa kutoka mizizi ya mimea. Hii ni mfano wa jinsi dutu za kioevu za asili zimevuja. Lakini vipi teknolojia? Katika ujenzi, kwa mfano, tumia vifaa maalum ambavyo vina muundo wa seli zinazofanana na povu. Wao ni mwepesi, wa bei nafuu, wenye nguvu, kutosha kufanya sauti na joto. Ili kuwapata katika ufumbuzi maalum huongeza mawakala wa kupumua.

Hitimisho

Kwa hiyo, tulijifunza ni vitu gani ambavyo ni vya kioevu, tuliona kwamba kioevu ni hali ya kati ya suala kati ya gesi na imara. Kwa hiyo, ina mali ambayo ni tabia ya wote wawili. Fuwele za maji, ambayo sasa hutumika sana katika uhandisi na sekta (kwa mfano, maonyesho ya kioo kioevu) ni mfano mkuu wa hali hii ya suala. Wao huchanganya mali ya mabisi na vinywaji. Ni vigumu kufikiria ni aina gani za dutu la sayansi ya kioevu itakayotengeneza baadaye. Hata hivyo, ni wazi kwamba katika hali hii ya suala kuna uwezo mkubwa ambao unaweza kutumika kwa manufaa ya wanadamu.

Maslahi maalum katika kuchunguza michakato ya kimwili na kemikali inayotokea katika hali ya kioevu ni kutokana na ukweli kwamba mtu mwenyewe ni maji 90%, ambayo ni maji mengi zaidi duniani. Ni ndani yake kwamba mchakato wote muhimu hutokea wote katika mmea na katika ufalme wa wanyama. Kwa hiyo, kwa sisi sote, ni muhimu kujifunza hali ya kioevu ya suala hilo.