Gazlar, suyuqliklar va qattiq moddalarning tuzilishi. Eritmalarning tuzilishining xususiyatlari. "Reaktiv maydon" tushunchasi. Suyuqlikning fizik xossalari Suyuqlik va gazning umumiy xossalari nimalardan iborat

Suyuqlik va gazlarning asosiy fizik xususiyatlariga quyidagilar kiradi: zichlik, solishtirma og'irlik, siqilish, issiqlik kengayish, yopishqoqlik. Suyuqliklar uchun qo'shimcha muhim xususiyatlar bug'lanish, sirt tarangligi va kapillyarlikdir. Gazlar suyuqliklarda eruvchanlik xususiyatiga ega.

Zichlik r– birlik hajmdagi suyuqlik yoki gaz massasi (kg/m3). Bir hil suyuqlik uchun

Qayerda m- suyuqlik massasi, kg; V– suyuqlik hajmi, m3.

solishtirma og'irlik g- suyuqlik yoki gazning birlik hajmdagi og'irligi (N/m3):

, (2.2)

Bu erda G - suyuqlikning og'irligi, N.

Zichlik va solishtirma og'irlik o'zaro bog'liqlik bilan bog'liq:

, (2.3)

Bu erda g - tortishish tezlashishi: g = 9,81 m/s 2.

Haroratning oshishi bilan suyuqlik va gazlarning zichligi pasayadi (suvdan tashqari). Suv uchun maksimal zichlik 4 0 S da sodir bo'ladi, chunki uning harorati 4 0 C dan 0 0 S gacha pasayadi va harorat > 4 0 S ga ko'tariladi, zichlik kamayadi. Gaz zichligining haroratga bog'liqligi quyida batafsilroq ko'rib chiqiladi.

Shuningdek, suyuqliklar va gazlarning zichligi bosimga bog'liq. Suyuqlik uchun bu qaramlik ahamiyatsiz, ammo gazning zichligi sezilarli darajada bosimga bog'liq. Ushbu bog'liqliklar quyida keltirilgan.

Siqilish qobiliyati- suyuqlikning tashqi bosim o'zgarganda uning hajmini teskari o'zgartirish xususiyati. Suyuqlikning siqilish qobiliyati hajmli siqilish nisbati bilan tavsiflanadi b r(Pa -1), bu teng:

Qayerda V 0– suyuqlikning dastlabki hajmi, m3; D.V.– dastlabki bosimning o‘zgarishi bilan dastlabki hajmning o‘zgarishi (m 3). p 0 miqdori bo'yicha Doktor(Pa) .

Formuladagi (2.4) minus belgisi bosimning oshishi bilan (ijobiy o'sish), boshlang'ich hajmning kamayishini (salbiy o'sish) bildiradi.

Bu aniq D.V.=V to־ V 0, A Dr=r k- r 0 (V k,r k- hajm va bosimning yakuniy qiymatlari). Ushbu qiymatlarni (2.4) formulaga almashtirsak, biz quyidagilarni olamiz:

. (2.5)

Keling, qiymatni almashtiramiz V(2.1) formulaga kiriting va suyuqlikning zichligini bosimga bog'liqligini oling:

, (2.6)

Qayerda r 0 – suyuqlikning dastlabki zichligi, kg/m3.

Erimagan havo pufakchalari va boshqa gazlardan tozalangan suyuqliklar juda oz miqdorda siqiladi. Shunday qilib, bosimning 0,1 MPa ga oshishi bilan suv hajmi faqat 0,005% ga kamayadi.

O'zaro qiymat b r, suyuqlikning egiluvchanligining ommaviy moduli deyiladi E(Pa):

Farqlash adiabatik Va izotermik suyuqlik elastik modullari. Hisob-kitoblarda adiabatik modul atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvini e'tiborsiz qoldirishi mumkin bo'lgan hollarda, masalan, tezkor jarayonlarda (suv bolg'asi, suyuqlikni tez siqish va boshqalar) qo'llaniladi. Boshqa hollarda, suyuqlikning izotermik elastiklik moduli qo'llaniladi, bu adiabatikdan bir oz kamroq.

Suyuqlikning izotermik elastiklik moduli harorat oshishi bilan kamayadi va bosim oshishi bilan ortadi.

Haroratning kengayishi- suyuqlikning harorat o'zgarganda uning hajmini teskari o'zgartirish xususiyati. Suyuqliklar uchun u termal kengayish koeffitsienti bilan tavsiflanadi b T(K -1 yoki 0 C -1):

Qayerda DT- harorat o'zgarishi: ( DT = T k – T 0); T 0 va T k- boshlang'ich va oxirgi haroratlar mos ravishda K yoki 0 S.

, (2.9)

. (2.10)

Gazlar, suyuqliklardan farqli o'laroq, sezilarli darajada siqilish va termal kengayish bilan tavsiflanadi. Hajmi o'rtasidagi bog'liqlik V, bosim p va mutlaq harorat T Ideal gazni Boyl-Mariot va Gey-Lyusak tenglamalarini birlashtirgan Klapeyron tenglamasi bilan tavsiflanadi:

DI. Mendeleyev Klapeyron tenglamasini Avogadro qonuni bilan birlashtirib, quyidagi tenglamani oldi:

Qayerda R– gaz doimiysi, J/(kg K): havo uchun R=287 J/(kg K) . Jismoniy shaxs R– 1 kg gazni 1 K ga qizdirganda kengayish ishi. Bu tenglama Klapeyron-Mendeleyev tenglamasi deyiladi.

Haqiqiy gazlar va ularning aralashmalari suyuqlikdan uzoqda bo'lgan sharoitda, amalda ideal qonunlar bilan bir xil qonunlarga bo'ysunadi. Shuning uchun, binolar va inshootlar uchun shamollatish tizimlarini loyihalashda siz (1.11 va 1.12) tenglamalardan foydalanishingiz mumkin.

Yopishqoqlik- suyuqlik va gazning zarrachalarining nisbiy harakatiga (kesilishi) qarshilik ko'rsatish xususiyati. Birinchi marta suyuqlikdagi ichki ishqalanish kuchlari haqidagi gipotezani 1686 yilda I. Nyuton bildirgan. Oradan deyarli 200 yil o'tib, 1883 yilda prof. N.P. Petrov bu gipotezani eksperimental ravishda tasdiqladi va uni matematik tarzda ifodaladi. Qattiq devor bo'ylab yopishqoq suyuqlikning qatlamli oqimida uning qatlamlarining harakat tezligi u farqlanadi (2.1-rasm). Maksimal tezlik yuqori qatlamda bo'ladi, devor bilan aloqa qiladigan qatlamning tezligi nolga teng bo'ladi. Tezliklarning farqi tufayli qo'shni qatlamlarning nisbiy siljishi sodir bo'ladi va ularning chegarasida tangensial stresslar paydo bo'ladi. τ . Bir hil suyuqliklar va gazlar uchun siljish kuchlanishlarini aniqlash tenglamasi τ Qatlamli harakatdagi (Pa) quyidagi ko'rinishga ega va Nyuton-Petrov tenglamasi deb ataladi:

, (2.13)

Qayerda m– dinamik yopishqoqlik deb ataladigan mutanosiblik koeffitsienti, Pa s; du/dn- tezlik gradienti, ya'ni. elementar tezlik o'zgarishi u normal bo'ylab n, qatlam tezligi vektorlariga chizilgan, s -1 . Tezlik gradienti ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Shuning uchun (2.13) tenglamada oldin m± belgisi mavjud.

Doimiylik bilan τ kontakt qatlamlarining butun yuzasi bo'ylab tangensial kuchlanishlar, umumiy tangensial kuch (ishqalanish kuchi) T teng bo'ladi:

, (2.14)

Qayerda S- kontakt qatlamlarining sirt maydoni, m2.

Suyuqlik va gaz mexanikasida kinematik yopishqoqlik ko'pincha hisob-kitoblarni amalga oshirishda qo'llaniladi. ν (m/s 2):

Yopishqoqlik harorat va bosimga bog'liq. Harorat oshishi bilan suyuqliklarning yopishqoqligi pasayadi, gazlarniki esa ortadi. Suyuqliklarda yopishqoqlik molekulyar kogeziya kuchlari tufayli yuzaga keladi, ular harorat oshishi bilan zaiflashadi. Suv uchun kinematik yopishqoqlikning haroratga bog'liqligi empirik Puazeyl formulasi (m 2 / s) yordamida aniqlanadi:

Qayerda T- suv harorati, 0 C.

Gazlarda yopishqoqlik, asosan, molekulalarning xaotik termal harakati tufayli yuzaga keladi, ularning tezligi harorat oshishi bilan ortadi. Bir-biriga nisbatan harakatlanuvchi gaz qatlamlari o'rtasida doimiy molekulalar almashinuvi mavjud. Molekulalarning boshqa tezlikda harakatlanadigan bir qatlamdan qo'shni qatlamga o'tishi ma'lum miqdordagi harakatning o'tkazilishiga olib keladi. Natijada, sekin qatlamlar tezlashadi va tezroq qatlamlar sekinlashadi. Shuning uchun harorat oshishi bilan gazlarning viskozitesi ortadi. Haroratga qarab gazlarning dinamik yopishqoqligini Sazerlend formulasi yordamida aniqlash mumkin:

, (2.17)

Qayerda μ 0 – 0 o S da gazning dinamik yopishqoqligi; T g– gaz harorati, K; C g– doimiy, gaz turiga qarab: havo uchun C g=130,5.

Bosim ortishi bilan suyuqlikning yopishqoqligi oshadi, uni quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:

, (2.18)

Qayerda m Va m 0- bosimdagi suyuqlikning dinamik viskozitesi r k Va p 0, mos ravishda, Pa∙s; a- suyuqlikning haroratiga qarab koeffitsient (yuqori haroratda a=0,02, past - a = 0,03).

Gazlar uchun m 0 dan 0,5 MPa gacha o'zgarganda biroz bosimga bog'liq. Bosimning yanada oshishi bilan gazning viskozitesi eksponensialga yaqin bog'liqlikka ko'ra ortadi. Masalan, gaz bosimi 0 dan 9 MPa gacha ko'tarilganda m deyarli besh barobar ortadi.

Mustahkamlik chegarasi suyuqliklar uchun molekulalararo jozibador kuchlar mavjudligi tufayli sezilarli qiymatlarga erishish mumkin. Shunday qilib, aralashmalardan tozalangan va gazsizlangan suvda qisqa vaqt ichida 28 MPa gacha bo'lgan kuchlanish kuchlanishlari olingan. Gaz pufakchalari va aralashmalarning qattiq zarralarini o'z ichiga olgan texnik jihatdan toza suyuqliklar cho'zilishga deyarli qarshilik ko'rsatmaydi. Gazlarda molekulalar orasidagi masofa sezilarli va molekulalararo tortishish kuchlari juda kichikdir. Shuning uchun suyuqlik va gaz mexanikasida suyuqlik va gazlardagi tortishish kuchi nolga teng ekanligi umumiy qabul qilinadi.

Gazlarning suyuqliklarda eruvchanligi muhitdan gaz molekulalarining suyuqlikka uning erkin yuzasi orqali kirib borish qobiliyatidir. Bu jarayon suyuqlik gaz yoki gazlar aralashmasi bilan to'liq to'yingangacha davom etadi. Suyuqlik hajmining birligiga erigan gaz miqdori gaz va suyuqlikning turiga, uning harorati va erkin sirtdagi bosimiga bog'liq. Bu hodisa birinchi marta 1803 yilda ingliz kimyogari V. Genri tomonidan o'rganilgan va hozirgi vaqtda uning nomi bilan atalgan qonunni keltirib chiqargan: to'yingan holatda, doimiy haroratda ma'lum hajmdagi suyuqlikda erigan gazning massasi bu gazning suyuqlik ustidagi qisman bosimiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Bosim pasayganda, erigan gaz suyuqlikdan chiqariladi. Unda suyuq bug 'va bu suyuqlikdan chiqarilgan gaz bilan to'ldirilgan pufakchalar hosil bo'ladi.

Haroratning oshishi bilan gazning suyuqlikdagi eruvchanligi deyarli har doim pasayadi. Shunday qilib, suv qaynayotganda, unda erigan gazlar deyarli butunlay olib tashlanishi mumkin.

Bug'lanish- suyuqliklarning bug'ga aylanish xususiyati, ya'ni. gazsimon holatga o'tadi. Suyuqlik yuzasida sodir bo'ladigan bug'lanish deyiladi bug'lanish . Barcha suyuqliklar, istisnosiz, bug'lanadi. Suyuqlikning bug'lanishi suyuqlik turiga, haroratga va erkin sirtdagi tashqi bosimga bog'liq. Harorat qanchalik yuqori bo'lsa va suyuqlik yuzasidagi bosim qanchalik past bo'lsa, bug'lanish jarayoni tezroq sodir bo'ladi. Atrofdagi gaz muhitida bo'lishi mumkin bo'lgan bug 'miqdori cheksiz emas. U davlat deb ataladigan ba'zi darajalar bilan cheklangan to'yinganlik. Bunda bug'langan suyuqlik miqdori bug'dan tomchilarga aylangan suyuqlik miqdoriga teng bo'ladi (kondensatsiya jarayoni). To'yingan bug'ning zichligi va bosimi belgilangan haroratda suyuqlikning harorati va turiga bog'liq, ma'lum bir suyuqlik uchun to'yingan bug'ning zichligi va bosimi doimiy qiymatlardir; Suyuqlik idishning devorlari yaqinida qizdirilganda doimo mayda gaz pufakchalari bo'ladi, chunki u erda harorat eng yuqori bo'lganligi sababli, suyuqlik pufakdagi to'yingan bug'ning bosimi tashqi bosimga teng bo'lgunga qadar bu pufakchalarga aylanadi; bosim. Haroratning yanada oshishi bilan pufakning kattaligi suzuvchi kuch (Arximed kuchi) ta'sirida kattalashadi, u devordan ajralib chiqadi, erkin yuzaga keladi va yorilib ketadi; Bug '-gaz aralashmasi atrofdagi gaz muhitiga kiradi. Muayyan haroratga erishilganda, bug '-gaz pufakchalari hosil bo'lishi suyuqlikning butun hajmida sodir bo'ladi. Yuqorida ta'kidlanganidek, suyuqlikda erigan gaz miqdori ham bosimga bog'liq. Shuning uchun suyuqlikning qaynashi erkin sirtdagi bosim pasayganda sodir bo'lishi mumkin. Bug '-gaz pufakchalari hosil bo'lishi bilan suyuqlikning butun hajmi bo'ylab bug'lanish jarayoni deyiladi qaynash. Qaynatish ma'lum harorat va bosimda sodir bo'ladi. Bu harorat deyiladi qaynash nuqtasi, va bosim to‘yingan bug‘ bosimi r n.p.. (ma'lumotnomalarda r n.p.. mutlaq bosim mos yozuvlar tizimida berilgan). Masalan, suv uchun 100 0 S haroratda to'yingan bug 'bosimi taxminan 0,1 MPa, 20 0 S da - 0,0024 MPa. Shunday qilib, harorati 20 0 S bo'lgan suvni qaynatish uchun uni atmosfera bosimida 100 0 S gacha qizdirish yoki qizdirmasdan erkin sirtdagi mutlaq bosimni 0,0024 MPa ga kamaytirish kerak.

Ba'zi gidravlika qurilmalarida, masalan, suyuqlikni so'rib olishda nasosga kirishda atmosfera bosimidan past bosimni kamaytirish mumkin. U erda bosim pasayganda r n.p.. bug '-gaz pufakchalari hosil bo'lishi va suyuqlikning uzluksizligini buzish boshlanadi. Aksariyat hollarda pufakchalar suyuqlik oqimi bilan yuqori bosimli hududga olib tashlanadi. Bug' pufakchalar ichida kondensatsiyalana boshlaydi va u erda joylashgan gaz yana suyuqlikda eriydi. Pufakchalarning "qulashi" deb ataladigan narsa yuzaga keladi, bu mahalliy suv bolg'asi, shovqin va tebranish bilan birga keladi. Natijada, nasosning samaradorligi va oqimi yoki turbinaning ishlashi pasayadi. Oqimlangan tananing yuzasi vayron bo'lishi mumkin. Bu jarayon deyiladi kavitatsiya (latdan. savitalar– bo'shliq) (2.2-rasm). Kavitatsiya hodisasi fan va texnologiyada yuz yildan sal ko'proq vaqt davomida ma'lum. Bu hodisa birinchi marta ingliz muhandisi R. Froude tomonidan 1894 yilda ingliz esmineslarini sinovdan o'tkazayotganda kashf etilgan. Aynan o'sha paytda u "kavitatsiya" atamasini kiritdi.

Kavitatsiya ham foydali dasturlarga ega. Misol uchun, tog 'jinslarini burg'ulashda va kavitatsiya eroziyasi tufayli yuzalarni davolashda.

Yuzaki taranglik- suyuqlikning sirt qatlamida paydo bo'ladigan va molekulalararo tortishish kuchlari ta'sirida yuzaga keladigan stresslar. Keling, molekulaga ta'sirini taqqoslaylik A, suyuqlik ichida joylashgan, molekulasi bilan IN, suyuqlik va gaz orasidagi interfeys yaqinida joylashgan (2.3-rasm). Molekula A har tomondan boshqa molekulalar bilan o'ralgan va atrofdagi molekulalarning jalb qiluvchi kuchlari muvozanatlashgan. Molekula IN, gaz bilan chegarada joylashgan, faqat suyuqlik tomonida boshqa molekulalar bilan o'ralgan, gaz tomonida deyarli hech qanday molekulalar mavjud emas; Shuning uchun molekula uchun IN barcha kuchlarning natijasi suyuqlikka pastga yo'naltiriladi. Natijada suyuqlikning sirt qatlamida qo'shimcha bosim kuchlanishlari paydo bo'ladi. Natijada, suyuqlik uning erkin yuzasi minimal bo'lgan shaklni olishga intiladi. Misol uchun, nol tortishish sharoitida suyuqlik sharsimon shaklga ega bo'lib, issiq pechkadagi suv tomchilari va moy bir xil shaklga ega bo'ladi;

Suyuqlik qattiq jism bilan aloqa qilganda, suyuqlik bu jismning sirtini namlashi yoki namlashi mumkin emas. Suyuqlikning harakati suyuqlik molekulalari va qattiq molekulalar orasidagi yopishish kuchlarining kattaligiga bog'liq bo'ladi. Birinchi holda, agar suyuqlikning o'zi molekulalari orasidagi yopishish kuchlari suyuqlik va qattiq jism molekulalari orasidagi yopishish kuchlaridan katta bo'lsa, u holda berilgan jism yuzasida bir tomchi suyuqlik biroz tekislangan shar hosil qiladi. (masalan, shisha yuzasida simob tomchisi). Ikkinchi holda, suyuqlik va qattiq jismning molekulalari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari suyuqlikning o'zi molekulalari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlaridan kattaroq bo'lsa, u holda suyuqlik tomchisi qattiq jism yuzasiga tarqaladi. Shunday qilib, bir tomchi suv bir xil shisha yuzasiga tarqaladi va avvalgi suv tomchisining umumiy tashqi yuzasi ortadi. Birinchi holda, suyuqlik nam qattiq jismning yuzasi, ikkinchisida esa - namlanmaydi. Agar siz ingichka naychani (kapillyarni) etarlicha katta idishga joylashtirsangiz, u holda kapillyar devorlarning suyuqlik bilan namlanmasligi yoki namlanishi tufayli suyuqlikning yuzasi (meniskus) birinchi holatda qavariq shaklga ega va konkavga ega. ikkinchi holatda shakl (2.4-rasm).

Suyuqlik molekulalari va devor molekulalari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari suyuqlik yuzasida qo'shimcha bosim hosil qiladi. Bu bosim sirt taranglik kuchlari tufayli yuzaga keladi va qavariq sirt uchun u musbat va suyuqlikning ichki tomoniga yo'naltirilgan, botiq sirt uchun u manfiy va teskari yo'nalishda yo'naltirilgan. Natijada, konkav menisk bilan suyuqlik tomir yuzasida va meniskus yuzasida bosim farqi ta'sirida kapillyarda balandlikka ko'tariladi. h(2.4-rasm) . Qavariq meniskus bilan suyuqlik, aksincha, kapillyarga cho'kadi. Suyuqliklarning quvurlar, ixtiyoriy shakldagi tor kanallar, g'ovakli jismlardagi darajasini o'zgartirish qobiliyatidan iborat bo'lgan fizik hodisa deyiladi. kapillyarlik (latdan. kapillyarlar - Soch).

Kapillyardagi suyuqlikning ko'tarilishi yoki tushishi balandligi h(m) quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Qayerda σ – sirt tarangligi, N/m; r– suyuqlik zichligi, kg/m3; d gacha- kapillyar diametri, m.

20 0 C da suv uchun formula (1.19) quyidagi shaklni oladi: h=0, 0298/d gacha.

Kapillyar hodisalar tabiatda ham (tuproq va o'simliklarda namlik almashinuvi) va texnologiyada (pillarning harakati, g'ovakli muhitlar tomonidan namlikning yutilishi, mikro yoriqlarni buzmasdan tekshirish va boshqalar) sodir bo'ladi. Agar gidroizolyatsiya yomon bajarilgan bo'lsa, bu hodisa binolarning podvalida va birinchi qavatlarida namlik paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin.

Ideal suyuqlik

Ideal suyuqlik ichki ishqalanish kuchlari mavjud bo'lmagan mavjud bo'lmagan suyuqlik deb ataladi, u bosim va haroratning o'zgarishi bilan hajmini o'zgartirmaydi va yorilishga umuman qarshilik ko'rsatmaydi. Shunday qilib, ideal suyuqlik haqiqiy suyuqlikning soddalashtirilgan modelidir. Ideal suyuqlik modelidan foydalanish gidravlik muammolarni hal qilish usullarini sezilarli darajada soddalashtirishi mumkin. Shu bilan birga, ushbu modeldan foydalanish haqiqiy suyuqlik harakati paytida sodir bo'ladigan jarayonlarning ob'ektiv rasmini olishga imkon bermaydi. Shuning uchun, hisob-kitoblarda kerakli aniqlikka erishish uchun ideal suyuqlik uchun olingan tenglamalar tuzatish omillari bilan tuzatiladi.

Nyuton bo'lmagan suyuqliklar

Nyutonlik bo'lmagan suyuqliklar Nyutonning ichki ishqalanish qonuniga bo'ysunmaydigan suyuqliklardir (2.13 tenglamaga qarang). Bunday suyuqliklarga polimer, tsement, loy va ohak ohaklari, sapropellar, bo'yoqlar, yopishtiruvchi moddalar, ko'p miqdorda aralashmalar bo'lgan oqava suvlar va boshqalar kiradi.

Bunday suyuqliklarning harakati ulardagi tangensial kuchlanishlar ma'lum bir qiymatga etganidan keyin boshlanadi. Bu kuchlanishlar deyiladi dastlabki kesish stressi. Nyuton bo'lmagan suyuqlikda siljish kuchlanishi Shvedov-Bingham formulasi bilan aniqlanadi:

, (2.20)

Qayerda τ 0 – dastlabki kesish kuchlanishi, Pa; mpl– Bingham (plastik) yopishqoqligi, Pa∙s.

Qiymatlar τ 0 Va mpl Nyuton bo'lmagan har bir suyuqlik uchun har xil.

• Kristallardagi atomlar (yoki molekulalar) kristall panjara hosil qilish uchun tartibli joylashtirilgan.

Savol va topshiriqlar

Birinchi daraja

1. Materiyaning qanday holatlarini bilasiz?
2. "Bo'sh" stakan havo bilan to'ldirilganligini eksperimental ravishda qanday tekshirish mumkin?
3. Nima uchun idishning yarmini bo'laklari bo'lmagan gaz bilan to'ldira olmaysiz?
4. Gazlarning molekulyar tuzilishi qanday? Gazlarning qanday xossalarini tushuntiradi?
5. Bir idishdan ikkinchi idishga suv quyish orqali suyuqlikning xossalari haqida qanday kuzatishlar mumkin?
6. Suyuqliklarning molekulyar tuzilishi qanday? U suyuqliklarning qanday xususiyatlarini tushuntiradi?
7. Qattiq jismlarning qanday xossalarini bilasiz? Qattiq jismlarning xossalaridagi farqlarni ko'rsatadigan misollar keltiring.

   Ikkinchi daraja

8. O'zingiz bilgan gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarga misollar keltiring.
9. Suyuqlik va gazning umumiy xossalari qanday? Suyuqliklar va qattiq moddalar?
10. Gaz, suyuqlik va qattiq jism o'rtasidagi asosiy farqlar nimada?
11. Suyuqlik va qattiq jismlarning past siqilishi nima bilan izohlanadi?
12. Kristal jismlar nima? Ularning molekulyar tuzilishi qanday? Kristalli qattiq jismlarga misollar keltiring.
13. Amorf jismlarga misollar keltiring. Ularning kristallilardan farqi nimada?
14. Amorf jismlar va kristall jismlar qanday umumiyliklarga ega? Amorf jismlar va suyuqliklarda?
15. Moddaning holati haqida muammo tuzing, unga javob: "Faqat gaz".

Uy laboratoriyasi

1. Plastik shishani yarmigacha suv bilan to'ldiring va mahkam yoping. Shishani siqib ko'ring. Keyin xuddi shu tajribani takrorlang, shishani tepaga to'ldiring. Qanday farqni sezdingiz? Bu nimani bildiradi?
2. Donador shakar va osh tuzining kristallarini lupa ostida tekshiring. Ularni juda kichik singan shisha bo'laklari bilan solishtiring. Farqi nimada? Buni tushuntirib bera olasizmi?

Ushbu bobda asosiy narsa

• Atrofimizdagi barcha jismlar atomlardan iborat. Bugungi kunda olimlar 100 dan ortiq turli xil atomlarni bilishadi.
• Atomlar bir-birini o'ziga jalb qilib, molekulalarni hosil qiladi. Olimlar bir necha million turdagi molekulalarni bilishadi.
• Moddaning xossalari moddani tashkil etuvchi molekulalarning turiga qarab belgilanadi.
• Molekulalarning o'lchamlari millimetrning milliondan bir qismi bilan o'lchanadi.
• Gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarning molekulalari doimiy xaotik harakatda - bu, masalan, Broun harakati va diffuziya hodisasi bilan ko'rsatilgan.
• Molekulalarning xaotik (termik) harakati tezligi harorat oshishi bilan ortadi.
• Molekulalar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi: juda qisqa masofalarda ular qaytaradi va biroz kattaroq masofada ular tortadi. Molekulalarning itarilishi, molekulalari bir-biriga yaqin joylashgan suyuqlik va qattiq jismlarning siqilmasligini tushuntiradi.

• Modda qattiq, suyuq yoki gazsimon holatda bo'lishi mumkin.
• Gaz unga berilgan butun hajmni egallaydi. Gaz osongina siqiladi. Gazdagi molekulalar bir-biriga yaqin joylashgan emas.
• Suyuqlik o'zi joylashgan idishning shaklini oladi. Bu uning suyuqligi bilan bog'liq. Suyuqlik amalda siqilmaydi. Suyuqlikdagi molekulalar bir-biriga yaqin joylashgan, ammo bu tartibga solishda aniq tartib yo'q.
• Qattiq moddalar hajmi va shaklini saqlaydi.
• Qattiq jismlar kristall va amorfdir.
• Kristallardagi atomlar (yoki molekulalar) tartibli joylashib, kristall panjara hosil qiladi.
• Kristalli qattiq jismlarning xossalari nafaqat atomlar yoki molekulalarning turi, balki kristall panjaraning tuzilishi bilan ham belgilanadi.

Suyuqliklar:

Qattiq jismdan farqli o'laroq, suyuqlik zarrachalar orasidagi past kogeziya bilan tavsiflanadi, buning natijasida u suyuqlikka ega va u joylashtirilgan idish shaklini oladi.

Suyuqliklar ikki turga bo'linadi: tomchi va gazsimon. Tomchi suyuqliklar yuqori siqilish qarshiligiga ega (deyarli siqilmaydi) va tangensial va tortish kuchlariga nisbatan past qarshilikka ega (zarrachalarning ahamiyatsiz yopishishi va zarralar orasidagi ishqalanish kuchlarining pastligi tufayli). Gazsimon suyuqliklar siqilishga qarshilikning deyarli to'liq yo'qligi bilan tavsiflanadi. Tomchi suyuqliklarga suv, benzin, kerosin, neft, simob va boshqalar, gazsimon suyuqliklarga esa barcha gazlar kiradi.

Gidravlika tomchi suyuqliklarni o'rganadi. Gidravlikaning amaliy masalalarini hal qilishda ko'pincha ideal suyuqlik tushunchasi qo'llaniladi - alohida zarralar orasidagi ichki ishqalanishga ega bo'lmagan siqilmaydigan muhit.

Suyuqlikning asosiy jismoniy xususiyatlariga zichlik, bosim, siqilish, termal kengayish va yopishqoqlik kiradi.

Zichlik - bu massaning ushbu massa egallagan hajmga nisbati. Zichlik SI birliklarida bir kubometr uchun kilogrammda (kg / m3) o'lchanadi. Suvning zichligi 1000 kg/m3.

Integratsiyalashgan ko'rsatkichlar ham qo'llaniladi: – kilopaskal - 1 kPa = 103 Pa; – megapaskal - 1 MPa = 106 Pa.

Suyuqlikning siqilish qobiliyati bosim o'zgarganda uning hajmini o'zgartirish qobiliyatidir. Bu xususiyat hajmli siqilish koeffitsienti yoki siqilish koeffitsienti bilan tavsiflanadi, bu suyuqlik hajmining nisbiy kamayishini birlik maydoniga bosim ortishi bilan ifodalaydi. Qurilish gidravlikasi sohasidagi hisob-kitoblar uchun suv siqilmaydigan hisoblanadi. Shu munosabat bilan amaliy masalalarni echishda suyuqlikning siqilish qobiliyati odatda e'tiborga olinmaydi.

Volumetrik siqish nisbatining o'zaro nisbati elastik modul deb ataladi. Elastiklik moduli paskallarda o'lchanadi.

Suyuqlik qizdirilganda uning termal kengayishi issiqlik kengayish koeffitsienti bilan tavsiflanadi, bu harorat 1 S ga o'zgarganda suyuqlik hajmining nisbiy o'sishini ko'rsatadi.

Boshqa jismlardan farqli o'laroq, suvning hajmi 0 dan 4 ° C gacha qizdirilganda kamayadi. 4 °C da suv eng yuqori zichlikka va eng yuqori o'ziga xos tortishishga ega; keyingi isitish bilan uning hajmi ortadi. Biroq, ko'plab tuzilmalarning hisob-kitoblarida, suv harorati va bosimining kichik o'zgarishi bilan, bu koeffitsientning o'zgarishini e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Suyuqlikning yopishqoqligi uning suyuqlik zarralarining nisbiy harakatiga (kesilishi) qarshilik ko'rsatish qobiliyatidir. Suyuqlik qatlamlarining siljishi natijasida yuzaga keladigan kuchlar ichki ishqalanish kuchlari yoki yopishqoq kuchlar deb ataladi.

Yopishqoqlik kuchlari haqiqiy suyuqlik harakati paytida o'zini namoyon qiladi. Agar suyuqlik tinch holatda bo'lsa, uning yopishqoqligi nolga teng bo'lishi mumkin. Harorat oshishi bilan suyuqlikning viskozitesi tez pasayadi; bosimning o'zgarishi bilan deyarli doimiy bo'lib qoladi.

Gasov:

Gazlarning fizik xossalari, har qanday modda kabi, uning massasi va energiyasi bilan bog'liq ta'riflardan boshlanadi. Shunday qilib, gaz zichligi ma'lum ma'noda quyidagicha aniqlanadi: agar massa va hajm o'lchamlarining cheklangan qiymatlari ma'lum bo'lsa, u holda moddaning cheksiz kichik hajmlari uchun zichlikning chegaraviy qiymati hisoblashda tengdir. tijorat gaz oqimi tezligi, gazning nisbiy zichligi ishlatiladi, ya'ni. nisbati r - gaz zichligi quruq havo zichligi - ra standart sharoitlarda. Havodagi gazning nisbiy zichligi tengdir Gazning zichligi 0 ° C va atmosfera bosimi uning molyar massasi bilan aniqlanishi mumkin - Biz formuladan foydalanib, gazning turli jismoniy parametrlari uchun zichlikni qayta hisoblaymiz. Gaz aralashmasining zichligi aralashtirish (qo'shilish) qoidasi bilan aniqlanadi ai - aralashmadagi gaz komponentlarining hajmli konsentratsiyalari (0 ai 1), - aralashma komponentlarining zichligi. Gazning o'ziga xos hajmi quyidagicha hisoblanadi: aralashmaning o'rtacha molyar massasi, sodir bo'lgan jarayonga qarab, moddaning issiqlik sig'imi tushunchasi - doimiy bosimda cp. doimiy hajmda cv, buning uchun Mayer formulasi o'rinli bo'lgan issiqlik sig'imlari nisbati adiabatik ko'rsatkich deb ataladi. Darhaqiqat, gazning siqilish qobiliyati gazning idealdan og'ishini ajratib turadigan hal qiluvchi omil hisoblanadi. Siqilish xarakteristikasi siqilish koeffitsienti yoki Z - faktor, xorijiy terminologiyada haqiqiy gaz modelida aniqlanadi. Siqilish koeffitsienti berilgan harorat va bosimga (Tm, pm) bog'liq bo'lib, ular quyidagicha aniqlanadi: T, Tcr - joriy va kritik gaz harorati, p, pcr - joriy va kritik gaz bosimi, masalan, quvur liniyasida. siqilish koeffitsienti (ONTP usuli bo'yicha 51- 1-85): Gubkin universiteti ma'lumotlariga ko'ra: Keling, uning yopishqoqligi bilan bog'liq bo'lgan haqiqiy gazlarning fizik xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Ma'lumki, uzluksiz muhitning yopishqoqligi uning suyuqlik yoki gaz qatlamlari orasidagi nisbiy harakati davomida ichki ishqalanishini aniqlaydi. Kuchlanish va tezlik gradienti o'rtasidagi eksperimental munosabatlardan aniqlanadi. Kesish kuchlanishlarini hisoblash uchun dinamik yopishqoqlik koeffitsienti tushunchasi qo'llaniladi, u quyidagi formula bo'yicha siljish kuchlanishlarini hisoblashda qo'llaniladi: v, n - oqimning nisbiy tezligi va uning oqim chiziqlariga normalligi; - gazning dinamik yopishqoqligi koeffitsienti (Pa s); - ichki ishqalanish kuchlanishi (Pa). Kinematik yopishqoqlik uchun quyidagi belgi kiritilgan: Deyarli barcha tabiiy gazlar suv bug'ini o'z ichiga oladi. Gazda suv bug'ining mavjudligi quvur yuzasida hidratlarning paydo bo'lishiga yordam beradi. W - mutlaq massa va - hajmli namlik o'rtasida farq qilinadi Bu formulalar haqiqiy gaz qonunlarining ideal gaz qonunlaridan chetlanishini hisobga olmaydi. Shuning uchun nisbiy gaz namligi tushunchasi kiritiladi. Gazning nisbiy namligi - suv bug'ining haqiqiy miqdorining birlik hajmdagi maksimal mumkin bo'lgan (bir xil bosim va haroratda) nisbati: mw,T - ma'lum bir haroratda mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan maksimal suv bug'ining miqdori. T; mw - bug 'zichligi; w,T - to'yingan bug'ning zichligi; pw - gaz aralashmasidagi suv bug'ining qisman bosimi; pw,T - gaz aralashmasidagi to'yingan suv bug'ining bosimi. Gazning ma'lum bir bosim ostida to'yingan haroratga shudring nuqtasi deyiladi. Gaz quvuri uchun texnologik hisob-kitoblarni amalga oshirayotganda, gazni tashish harorati shudring nuqtasidan bir necha daraja past bo'lishi uchun quritilishi kerak.

Suyuqlik - bu qattiq va gazsimon moddalar o'rtasida oraliq bo'lgan agregatsiya holatidagi moddadir. Bundan tashqari, uning holati, qattiq jismlardagi kabi, kondensatsiyalanuvchi, ya'ni zarralar (atomlar, molekulalar, ionlar) o'rtasidagi bog'lanishni nazarda tutadi. Suyuqlik uni boshqa agregat holatidagi moddalardan tubdan ajratib turadigan xususiyatlarga ega. Asosiysi, hajmni yo'qotmasdan mexanik stress ta'sirida shaklini qayta-qayta o'zgartirish qobiliyati. Bugun biz suyuqliklar qanday xususiyatlarga ega ekanligini va ular nima ekanligini bilib olamiz.

umumiy xususiyatlar

Gaz hajm va shaklni saqlamaydi, qattiq jism ikkalasini, suyuqlik esa faqat hajmni saqlaydi. Shuning uchun agregatsiyaning suyuq holati oraliq hisoblanadi. Suyuqlik yuzasi elastik membranaga o'xshaydi va uning shaklini belgilaydi. Bunday jismlarning molekulalari, bir tomondan, aniq pozitsiyaga ega bo'lmasa, ikkinchi tomondan, to'liq harakat erkinligiga erisha olmaydi. Ular tomchilar hosil qilishi va o'z yuzasi ostida oqishi mumkin. Suyuqlik molekulalari o'rtasida ularni bir-biriga yaqin tutish uchun etarli bo'lgan tortishish mavjud.

Ma'lum bir harorat oralig'ida modda suyuq holatda qoladi. Agar harorat undan pastga tushsa, qattiq shaklga (kristallanish) va undan yuqoriga ko'tarilsa, gazsimon shaklga (bug'lanish) o'tish sodir bo'ladi. Xuddi shu suyuqlik uchun bu intervalning chegaralari bosimga qarab o'zgarishi mumkin. Masalan, tekisliklarga qaraganda bosim sezilarli darajada past bo'lgan tog'larda suv pastroq haroratda qaynaydi.

Odatda, suyuqlik faqat bitta modifikatsiyaga ega va shuning uchun ham agregat holat, ham termodinamik fazadir. Barcha suyuqliklar toza moddalar va aralashmalarga bo'linadi. Ushbu aralashmalarning ba'zilari inson hayotida hal qiluvchi ahamiyatga ega: qon, dengiz suvi va boshqalar.

Keling, suyuqliklarning asosiy xususiyatlarini ko'rib chiqaylik.

Oquvchanlik

Suyuqlik boshqa moddalardan birinchi navbatda uning suyuqligi bilan farqlanadi. Agar unga tashqi kuch qo'llanilsa, uni qo'llash yo'nalishi bo'yicha zarralar oqimi paydo bo'ladi. Shunday qilib, tashqi muvozanatsiz kuchlar ta'sirida suyuqlik zarrachalarning shakli va nisbiy holatini saqlab turishga qodir emas. Xuddi shu sababga ko'ra, u tushadigan idishning shaklini oladi. Qattiq plastik jismlardan farqli o'laroq, suyuqliklar chiqish nuqtasiga ega emas, ya'ni ular muvozanat holatidan eng kichik chiqishda oqadi.

Hajmni saqlash

Suyuqliklarning xarakterli fizik xususiyatlaridan biri mexanik kuchlanish ostida hajmni saqlab turish qobiliyatidir. Molekulalarning yuqori zichligi tufayli ularni siqish nihoyatda qiyin. Paskal qonuniga ko'ra, idish ichiga o'ralgan suyuqlikka ta'sir qiladigan bosim uning hajmining har bir nuqtasiga o'zgarmagan holda uzatiladi. Minimal siqilish bilan bir qatorda, bu xususiyat gidravlikada keng qo'llaniladi. Ko'pgina suyuqliklar qizdirilganda hajmi oshadi va sovutilganda hajmi kamayadi.

Yopishqoqlik

Suyuqliklarning asosiy xossalari orasida, gazlarda bo'lgani kabi, yopishqoqlikni ham ta'kidlash kerak. Yopishqoqlik - zarrachalarning bir-biriga nisbatan harakatga, ya'ni ichki ishqalanishga qarshilik ko'rsatish qobiliyati. Suyuqlikning qo'shni qatlamlari bir-biriga nisbatan harakat qilganda, molekulalarning muqarrar to'qnashuvi sodir bo'ladi va tartibli harakatga to'sqinlik qiladigan kuchlar paydo bo'ladi. Tartibli harakatning kinetik energiyasi xaotik harakatning issiqlik energiyasiga aylanadi. Agar idishga solingan suyuqlik harakatlansa va keyin yolg'iz qolsa, u asta-sekin to'xtaydi, lekin uning harorati ortadi.

Erkin sirt va sirt tarangligi

Agar siz tekis yuzada yotgan bir tomchi suvga qarasangiz, uning yumaloq ekanligini ko'rasiz. Bu suyuqliklarning erkin sirt hosil bo'lishi va sirt tarangligi kabi xususiyatlariga bog'liq. Suyuqliklarning hajmni saqlab turish qobiliyati erkin sirt hosil bo'lishini aniqlaydi, bu fazalar orasidagi interfeysdan boshqa narsa emas: suyuq va gazsimon. Xuddi shu moddaning bu fazalari aloqa qilganda, interfeys tekisligining maydonini kamaytirishga qaratilgan kuchlar paydo bo'ladi. Ular sirt tarangligi deb ataladi. Fazalar chegarasi qisqarishga moyil bo'lgan elastik membranadir.

Sirt tarangligi suyuqlik molekulalarining bir-biriga tortilishi bilan ham izohlanadi. Har bir molekula o'zini boshqa molekulalar bilan "o'rab olishga" va interfeysdan uzoqlashishga intiladi. Shu sababli, sirt tez pasayib bormoqda. Bu sovun pufakchalari va qaynash paytida hosil bo'lgan pufakchalar sharsimon shaklga ega bo'lishini tushuntiradi. Agar suyuqlikka faqat sirt taranglik kuchi ta'sir etsa, u albatta bu shaklni oladi.

Zichligi suyuqlikning zichligidan oshib ketadigan kichik jismlar uning yuzasida qolishi mumkin, chunki sirt maydonining oshishiga to'sqinlik qiluvchi kuch tortishish kuchidan kattaroqdir.

Bug'lanish va kondensatsiya

Bug'lanish - moddaning suyuqlikdan gazsimon holatga bosqichma-bosqich o'tishi. Issiqlik harakati jarayonida ba'zi molekulalar suyuqlikni tark etib, uning yuzasidan o'tib, bug'ga aylanadi. Bunga parallel ravishda molekulalarning yana bir qismi, aksincha, bug'dan suyuqlikka o'tadi. Suyuqlikni tark etadigan birikmalar soni unga kiradigan birikmalar sonidan oshib ketganda, bug'lanish jarayoni sodir bo'ladi.

Kondensatsiya bug'lanishning teskari jarayonidir. Kondensatsiya paytida suyuqlik bug'dan chiqarilgandan ko'ra ko'proq molekulalarni oladi.

Ta'riflangan ikkala jarayon ham muvozanat emas va mahalliy muvozanat o'rnatilguncha davom etishi mumkin. Bunday holda, suyuqlik butunlay bug'lanishi yoki bug'i bilan muvozanatga kirishi mumkin.

Qaynatish

Qaynatish - suyuqlikning ichki o'zgarishi jarayoni. Harorat ma'lum bir nuqtaga ko'tarilganda, bug 'bosimi moddaning ichidagi bosimdan oshib ketadi va unda pufakchalar paydo bo'la boshlaydi. Gravitatsiya sharoitida ular yuqoriga qarab suzib yuradilar.

Namlash

Namlanish - suyuqlikning bug 'borligida qattiq jism bilan aloqa qilganda sodir bo'ladigan hodisa. Shunday qilib, u uch faza orasidagi interfeysda sodir bo'ladi. Bu hodisa suyuq moddaning qattiq moddaga "yopishishi" va uning qattiq moddaning yuzasiga tarqalishini tavsiflaydi. Namlashning uch turi mavjud: cheklangan, to'liq va namlanmaydigan.

Aralashuvchanlik

Suyuqliklarning bir-birida erish qobiliyatini tavsiflaydi. Aralashuvchan suyuqliklarga suv va spirt, aralashmaydigan suyuqliklarga suv va moy misol bo'la oladi.

Diffuziya

Ikki aralash suyuqlik bir idishda bo'lsa, termal harakat tufayli molekulalar interfeysni yengib chiqa boshlaydi va suyuqliklar asta-sekin aralashadi. Bu jarayon diffuziya deb ataladi. U boshqa agregat holatida bo'lgan moddalarda ham paydo bo'lishi mumkin.

Haddan tashqari issiqlik va hipotermiya

Suyuqlikning ajoyib xususiyatlari orasida haddan tashqari issiqlik va hipotermiyani ta'kidlash kerak. Bu jarayonlar ko'pincha kimyoviy nayranglarning asosini tashkil qiladi. Bir xil isitish bilan, kuchli harorat o'zgarishi va mexanik ta'sirlarsiz, suyuqlik qaynamasdan qaynash nuqtasidan yuqori qizishi mumkin. Bu jarayon qizib ketish deb ataladi. Agar siz qizib ketgan suyuqlikka biron bir narsani tashlasangiz, u darhol qaynab ketadi.

Suyuqlikning haddan tashqari sovishi xuddi shunday tarzda sodir bo'ladi, ya'ni u muzlashdan past haroratgacha, o'zini muzlatmasdan sovutiladi. Engil ta'sir bilan o'ta sovutilgan suyuqlik bir zumda kristallanadi va muzga aylanadi.

Sirtdagi to'lqinlar

Agar suyuqlik sirtining bir qismining muvozanati buzilgan bo'lsa, u holda tiklovchi kuchlar ta'sirida u muvozanat holatiga qaytadi. Bu harakat bir tsikl bilan chegaralanib qolmaydi, balki tebranishlarga aylanadi va boshqa sohalarga tarqaladi. Bu har qanday suyuqlik yuzasida kuzatilishi mumkin bo'lgan to'lqinlarni hosil qiladi.

Qayta tiklovchi kuch asosan tortishish bo'lsa, to'lqinlar tortishish deb ataladi. Ularni suvning hamma joyida ko'rish mumkin. Agar tiklovchi kuch birinchi navbatda sirt taranglik kuchidan hosil bo'lsa, u holda to'lqinlar kapillyar deb ataladi. Endi siz suyuqliklarning qaysi xususiyati suvning tanish qo'zg'atilishiga olib kelishini bilasiz.

Zichlik to'lqinlari

Suyuqlikni siqish juda qiyin, ammo harorat o'zgarishi bilan uning hajmi va zichligi hali ham o'zgaradi. Bu bir zumda sodir bo'lmaydi: bir hudud siqilganda, boshqalar kechikish bilan siqiladi. Shunday qilib, elastik to'lqinlar suyuqlik ichida tarqaladi, ular zichlik to'lqinlari deb ataladi. Agar to'lqin tarqalayotganda zichlik biroz o'zgarsa, men uni tovush deb atayman, agar u etarlicha kuchli o'zgarsa, zarba deyiladi.

Biz suyuqliklarning umumiy xossalari bilan tanishdik. Barcha asosiy xususiyatlar suyuqliklarning turiga va tarkibiga bog'liq.

Tasniflash

Suyuqliklarning asosiy fizik xossalarini ko'rib chiqib, ularning qanday tasniflanishini bilib olaylik. Suyuq moddalarning tuzilishi va xossalari ularni tashkil etuvchi zarrachalarning individualligiga, shuningdek, ular orasidagi o'zaro ta'sirning tabiati va chuqurligiga bog'liq. Bunga asoslanib, biz quyidagilarni ajratamiz:

1. Atom suyuqliklari. Ular markaziy van der Vaals kuchlari bilan o'zaro bog'langan atomlar yoki sharsimon molekulalardan iborat. Suyuq argon va suyuq metan yorqin misoldir.
2. Ionlari Kulon kuchlari bilan bog'langan, atomlari bir xil bo'lgan ikki atomli molekulalardan tashkil topgan suyuqliklar. Misollar: suyuq vodorod, suyuq natriy va suyuq simob.
3. Dipol-dipol o'zaro ta'siri bilan bog'langan qutbli molekulalardan tashkil topgan suyuqliklar, masalan, suyuq vodorod bromidi.
4. Birlashtirilgan suyuqliklar. Ularda vodorod aloqalari (suv, glitserin) mavjud.
5. Katta molekulalardan tashkil topgan suyuqliklar. Ikkinchisi uchun ichki erkinlik darajalari muhim rol o'ynaydi.

Birinchi ikkita (kamroq uchta) guruhning moddalari oddiy deb ataladi. Ular boshqalarga qaraganda yaxshiroq o'rganilgan. Murakkab suyuqliklar ichida eng ko'p suv o'rganilgan. Ushbu tasnifga suyuq kristallar va kvant suyuqliklari kirmaydi, chunki ular alohida holatlarni ifodalaydi va alohida ko'rib chiqiladi.

Gidrodinamik xususiyatlar nuqtai nazaridan suyuqliklar Nyuton va Nyuton bo'lmaganlarga bo'linadi. Birinchisining oqimi Nyuton qonuniga bo'ysunadi. Bu ularning siljish kuchlanishi tezlik gradientiga chiziqli bog'liqligini bildiradi. Bu miqdorlar orasidagi mutanosiblik koeffitsienti yopishqoqlik deb ataladi. Nyuton bo'lmagan suyuqliklar uchun qovushqoqlik tezlik gradienti bilan o'zgaradi.

O'qish

Suyuqliklar va gazlarning harakati va mexanik muvozanatini, shuningdek ularning o'zaro ta'sirini, shu jumladan qattiq jismlar bilan o'rganish gidroaeromexanika kabi mexanikaning predmeti hisoblanadi. U gidrodinamika deb ham ataladi.

Siqilmaydigan suyuqliklar gidroaeromexanikaning kichik bo'limida o'rganiladi, bu oddiygina gidromexanika deb ataladi. Suyuqliklarning siqilish qobiliyati juda kichik bo'lgani uchun, ko'p hollarda u oddiygina e'tiborga olinmaydi. Gaz dinamikasi siqiladigan suyuqliklarni o'rganadi.

Suyuqliklar mexanikasi yana gidrostatika va gidrodinamikaga (tor ma'noda) bo'linadi. Birinchi holda, siqilmaydigan suyuqliklarning muvozanati, ikkinchisida esa ularning harakati o'rganiladi.

Magnetogidrodinamika magnit va elektr o'tkazuvchan suyuqliklarni o'rganish bilan, gidravlika esa amaliy masalalar bilan shug'ullanadi.

Gidrostatikaning asosiy qonuni Paskal qonunidir. Ideal siqilmaydigan suyuqliklarning harakati Eyler tenglamasi bilan tavsiflanadi. Ularning statsionar oqimi uchun Bernulli qonuni bajariladi. Torricelli formulasi esa teshiklardan suyuq moddalar oqimini tasvirlaydi. Yopishqoq suyuqliklarning harakati Navier-Stokes tenglamasiga bo'ysunadi, bu boshqa narsalar qatorida siqilishni ham hisobga olishi mumkin.

Suyuqlikdagi elastik to'lqinlar va tebranishlar (aslida, boshqa muhitlarda bo'lgani kabi) akustika kabi fan tomonidan o'rganiladi. Gidroakustika - bu suv osti aloqalari, joylashuvi va boshqa muammolarni hal qilish uchun suv muhitida tovushni o'rganishga bag'ishlangan kichik bo'lim.

Nihoyat

Bugun biz suyuqliklarning umumiy fizik xossalari bilan tanishdik. Shuningdek, biz bunday moddalar nima ekanligini va ular qanday tasniflanishini bilib oldik. Suyuqlikning kimyoviy xossalariga kelsak, ular bevosita uning tarkibiga bog'liq. Shuning uchun ular har bir modda uchun alohida ko'rib chiqilishi kerak. Suyuqlikning qaysi xususiyati muhim va qaysi biri emas, javob berish qiyin. Bu erda hamma narsa bu suyuqlik ko'rib chiqiladigan kontekstdagi vazifaga bog'liq.

Suyuq va gazsimon jismlarning xarakterli xususiyati ulardir suyuqlik, ya'ni kesish deformatsiyasiga nisbatan past qarshilik: agar kesish tezligi nolga moyil bo'lsa, suyuqlik yoki gazning bu deformatsiyaga qarshilik kuchlari ham nolga moyil bo'ladi.. Boshqacha aytganda, suyuq va gazsimon moddalar yo'q shaklning elastikligi- ular o'zlari joylashgan idishning shaklini osongina oladilar.

Suyuqlik yoki gazning V hajmini o'zgartirish uchun chekli tashqi kuchlar kerak bo'ladi. Tashqi ta'sirlar natijasida hajm o'zgarganda suyuqlik va gazda tashqi kuchlarning ta'sirini muvozanatlashtiradigan elastik kuchlar paydo bo'ladi. Suyuqliklar va gazlarning elastiklik xossalari ularning alohida qismlari bir-biriga (o'zaro ta'sir qilishiga) yoki ular bilan aloqa qiladigan jismlarga suyuqlik yoki gazning siqilish darajasiga qarab kuch bilan ta'sir qilishi bilan belgilanadi. Tegishli o'zaro ta'sir chaqirilgan miqdor bilan tavsiflanadi bosim P.

Muvozanatda, ya'ni uning alohida qismlari bir-biriga nisbatan harakat qilmaydigan sharoitda bo'lgan suyuqlikni ko'rib chiqaylik. Suyuqlikdagi elementar maydonni tanlaylik D.S.(5.1-rasmga qarang). Yoniq D.S. kuchlar suyuqlikning boshqa qismlaridan kattaligi teng, lekin yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshidir. Ushbu kuchlarning mohiyatini aniqlash uchun keling, yuqoridagi suyuqlikni aqliy ravishda olib tashlaymiz D.S., va uni natijaviy kuch bilan almashtiring Df, boshqa qismlarning holati buzilmasligi uchun. Bu kuchlar perpendikulyar bo'lishi kerak D.S. chunki aks holda kuchlarning tangensial komponenti suyuqlik zarralari bo'ylab harakatlanishiga olib keladi D.S., va muvozanat buziladi. Shunday qilib, suyuqlik muvozanati barcha kuchlarning natijasi bo'lganda yuzaga keladi Df perpendikulyar D.S..

Kuch Df, saytning birlik yuzasiga D.S., bosim deb ataladi P, ya'ni