Рідкий стан речовини. Поверхневий натяг, в'язкість.

Рідкий стан характеризується більшими силами когезії і малою кінетичною енергією у порівнянні з газоподібними станами речовини.

Усі властивості рідини характеризуються об'ємом самих молекул. Рідини мають свій постійний об'єм, форми постійної вони не мають, цим вони схожі з газом. Також вони схожі з газом та твердим станом, так як займають проміжний стан між ними, рух молекул в рідині поступово-коливальний. Спільність з твердими тілами - пружність.

Рідини текучі, як гази і пружні, як тверді тіла. Рідини, як і тверді тіла, відносять до конденсованих систем.

Молекули, об'єднані у групи, називають асоціатами, а такі рідини -асоційованими.

Властивості рідини:

1) поверхневий натяг;

2) в'язкість.

Поверхневий натяг - поверхнева енергія, віднесена до одиниці площі. Поверхневий натяг визначають за формулою:

 = G/S (Н/м²)

де,  - поверхневий натяг

G - поверхнева енергія

S - площа поверхні

При збільшенні поверхні деяке число молекул переходить з середини на поверхню. Цей процес вимагає затрати зовнішньої роботи.

Поверхнева енергія - робота, витрачена на збільшення площі поверхні рідини, переходить у потенційну енергію молекул поверхневого шару.

В'язкість має велике практичне значення, оскільки треба обов'язково знати в'язкість при розрахунку перетину труб, по яким буде текти рідина. По в'язкості переконуються у готовності напівфабрикату (шоколадної маси, тіста).

В'язкість визначається за формулою Пуазейля:

 = (Па с)

де, r – радіус капіляра, м

l – довжина капіляра, м

V – об’єм витікаючої рідини, м³

P – тиск, під яким рідина тече через капіляр, Па

 - час протікання, с

На практиці замість абсолютного значення в’язкості знаходять відносну в’язкість (наприклад відносно води) по формулі:

 =  (Па с)

де,  - в’язкість досліджуваної речовини, Па  с

 - в’язкість води, Па  с

, - густина води і досліджованої рідини, кг/м³

, - час витікання води і досліджуваної речовини, с

Для визначення одиниць вимірювання в'язкості використовують формулу Ньютона, який доказав, що між шарами існує сила, яка намагається зрівняти швидкості руху шарів.

F= dv/dx ∙S

де, dx/dv – градієнт швидкості

S – площа шарів, які труться

 - коефіцієнт внутрішнього тертя

 = Fdx / Sdv

Твердий стан речовини. Кристалічний і аморфний стан.

Дослідження рентгенівським промінням виявляють: частинки в одних твердих тілах розташовані у періодично повторному порядку, а в інших-безладно. Перші утворюють кристали - тверді тіла, які мають форму багатогранника, другі цією властивістю не володіють, а утворюють маси різноманітної форми, обмежені кривими поверхнями - це аморфні тіла.

До кристалічних тіл відносяться: мінерали, солі, тверді кислоти та органічні сполуки. До аморфних - каніфоль, скло, бітуми, бакеліт, гідрооксид.

Основною ознакою кристалічного стану речовини є їх анізотропія, її сутність у тому, що кристал у різних напрямках має неоднакові властивості (твердість, тепло - і електропровідність).

При нагріванні шару він приймає форму еліпса. Зміна зовнішньої форми тіла є результатом того, що коефіцієнт лінійного розширення в одному напрямку має одну величину, а в другому - іншу. Друга важлива особливість кристалічних утворювань - здатність самоогранятися. Явище самоограніння спостерігається при утворенні кристалів йоду, нафталіну, бензойної кислоти, а саме у здатності возгонятися.

Здатність кристала легко роздроблюватися на шари по деяких площинах називається стійкістю (у аморфних тіл її немає).

Кристалічні речовини характеризуються строго визначеною t° плавлення та твердіння. Ця температура є константою для даної кристалічної сполуки.

У аморфних речовин: з підвищенням температури вони розм'якшуються, потім з підвищенням температури переходять у рідкий стан. Тут існує температурна область переходу з одного агрегатного стану в інший.

Здатність до ізотропії наближає аморфні тіла до рідких. При охолодженні усіх речовин в'язкість помітно збільшується.