Главная | Обратная связь

Жидкое состояние веществ

В жидком состоянии расстояние между частицами значительно меньше, чем в газах, поэтому между ними возникают вандерваальсовы взаимодействия: дисперсионные, диполь-дипольные, индукционные. Эти взаимодействия удерживают молекулы друг около друга и приводят к некоторому их упорядочению или объединению частиц. Жидкое состояние характеризуется меньшим свободным пробегом молекул от одного межмолекулярного столкновения до другого, поэтому молекулы теряют способность перемещаться независимо и не удаляются значительно друг от друга. Жидкое вещество легко меняет свою форму, но незначительно изменяет объем. Если объем одного моль идеального газа при одинаковых условиях – величина постоянная, то для жидкостей объем различен и зависит от массы моль и плотности. Объем моль жидкости равен V = M/r, где М - молярная масса молекул жидкости, г/моль; r - плотность жидкости, г/см³. Жидкость в отличие от газов обладает значительно большей плотностью и силами притяжения между молекулами, а также почти постоянным объемом. Сжимаемость жидкости незначительна, что связано с наличием большого внутреннего давления. С ним связано значительное поглощение теплоты при испарении. Коэффициенты объемного расширения жидкостей значительно меньше, чем коэффициенты объемного расширения газов. Вещество находится в твердом состоянии, но структура его приближена к структуре жидкости. Такое состояние называется аморфным, например, стекло, некоторые смолы. Частицы в аморфном теле расположены беспорядочно, возможен лишь некоторый порядок в непосредственной близости от данной частицы. Однако в отличие от жидкостей, частицы в аморфных телах не обмениваются местами. Жидкости обладают поверхностью раздела, и, следовательно, поверхностной энергией. Из физических свойств жидкостей большое значение имеют поверхностное натяжение, вязкость и давление (упругость) насыщенного пара. Поверхностный слой жидкости обладает несколько иными свойствами, чем ее внутренний объем. Молекулы внутренних слоев равномерно окружены со всех сторон такими же молекулами, и силы их взаимного притяжения уравновешиваются. Молекулы поверхностного слоя оказываются под действием сил притяжения преимущественно со стороны жидкости, вследствие чего они как бы втягиваются во внутрь жидкости. Результирующая сила взаимодействия поверхностных молекул направлена в глубь жидкости и под действием этой силы жидкость стремится к сокращению площади поверхности при неизменном объеме. Этим объясняется сферическая форма капель. При любой температуре в замкнутом объеме над поверхностью жидкости устанавливается равновесие между скоростью испарения жидкости и скоростью конденсации пара в жидкость. Давление насыщенного пара зависит от температуры. Если давление насыщенного пара равно внешнему давлению и пар по мере испарения удаляется (давление не растет), то испарение протекает не только с поверхности, но и внутри жидкости, путем образования пузырьков пара во всем объеме. В этом случае происходит кипение и температура, при которой это происходит, называют температурой (точкой) кипения. Таким образом, если испарение с поверхности жидкости происходит при любой температуре, то кипение происходит только при определенной температуре, когда давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению. Если уменьшать температуру, то давление насыщенного пара будет также уменьшаться. При температуре, когда давление пара над жидкостью станет равным давлению пара над поверхностью твердого тела, происходит замерзание жидкости и такую температуру называют температурой замерзания.