ของเหลวคือสารที่อยู่ในสถานะการรวมตัวซึ่งอยู่ตรงกลางระหว่างของแข็งและก๊าซ ในขณะเดียวกันสภาพของเธอเช่นในกรณีของ ตัวแข็งควบแน่นได้ กล่าวคือ หมายถึงพันธะระหว่างอนุภาค (อะตอม โมเลกุล ไอออน) ของเหลวมีคุณสมบัติที่แยกความแตกต่างออกจากสารที่อยู่ในสถานะการรวมกลุ่มอย่างรุนแรง สิ่งสำคัญคือความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างซ้ำ ๆ ภายใต้อิทธิพลของความเค้นเชิงกลโดยไม่สูญเสียปริมาตร วันนี้เราจะมาเรียนรู้ว่าของเหลวมีคุณสมบัติอะไรบ้าง และโดยทั่วไปแล้วมันคืออะไร

ลักษณะทั่วไป

แก๊สไม่ได้รักษาปริมาตรหรือรูปร่าง ของแข็งคงไว้ทั้งสองอย่าง และของเหลวเก็บแต่ปริมาตรเท่านั้น นั่นคือเหตุผลที่สถานะของเหลวของการรวมตัวถือเป็นสื่อกลาง พื้นผิวของเหลวคล้ายกับเมมเบรนยืดหยุ่นและกำหนดรูปร่างของมัน ด้านหนึ่งโมเลกุลของวัตถุดังกล่าวไม่มีตำแหน่งที่แน่นอน และในอีกทางหนึ่ง โมเลกุลเหล่านี้ไม่สามารถได้รับเสรีภาพในการเคลื่อนไหวอย่างสมบูรณ์ พวกเขาสามารถรวบรวมเป็นหยดและไหลใต้พื้นผิวของตัวเอง มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของของเหลวซึ่งเพียงพอที่จะทำให้พวกมันอยู่ใกล้

สารอยู่ในสถานะของเหลวในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด หากอุณหภูมิต่ำกว่านั้น จะเกิดการเปลี่ยนเป็นของแข็ง (การตกผลึก) และหากอุณหภูมิสูงกว่านั้น จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นสถานะก๊าซ (การระเหย) ขอบเขตของช่วงเวลานี้สำหรับของเหลวชนิดเดียวกันอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความดัน ตัวอย่างเช่น ในภูเขาที่ความดันต่ำกว่าที่ราบมาก น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า

โดยปกติ ของเหลวจะมีการดัดแปลงเพียงครั้งเดียว ดังนั้นจึงเป็นทั้งสถานะรวมและเฟสทางอุณหพลศาสตร์ ของเหลวทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นสารบริสุทธิ์และสารผสม สารผสมเหล่านี้บางส่วนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชีวิตมนุษย์: เลือด น้ำทะเล และอื่นๆ

พิจารณาคุณสมบัติพื้นฐานของของเหลว

ความลื่นไหล

ของเหลวแตกต่างจากสารอื่นๆ ประการแรกคือ มีความลื่นไหล หากใช้แรงภายนอกกระแสของอนุภาคจะปรากฏขึ้นในทิศทางของการใช้งาน ดังนั้น เมื่อสัมผัสกับแรงที่ไม่สมดุลจากภายนอก ของเหลวจะไม่สามารถรักษารูปร่างและตำแหน่งสัมพัทธ์ของอนุภาคได้ ด้วยเหตุผลเดียวกัน มันจึงอยู่ในรูปของเรือที่จะเข้าไป ของเหลวไม่มีจุดครากซึ่งต่างจากตัวพลาสติกที่เป็นของแข็ง นั่นคือ ไหลออกจากสภาวะสมดุลเพียงเล็กน้อย

การอนุรักษ์ปริมาณ

คุณสมบัติทางกายภาพลักษณะหนึ่งของของเหลวคือความสามารถในการรักษาปริมาตรภายใต้การกระทำทางกล พวกมันบีบอัดได้ยากมากเนื่องจากโมเลกุลมีความหนาแน่นสูง ตามกฎของปาสกาล ความดันที่กระทำต่อของเหลวที่บรรจุอยู่ในภาชนะจะถูกส่งไปยังทุกจุดของปริมาตรโดยไม่เปลี่ยนแปลง คุณลักษณะนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบไฮดรอลิกส์ควบคู่ไปกับการบีบอัดที่น้อยที่สุด ของเหลวส่วนใหญ่จะขยายตัวเมื่อถูกความร้อนและหดตัวเมื่อถูกทำให้เย็นลง

ความหนืด

ในบรรดาคุณสมบัติหลักของของเหลวเช่นในกรณีของก๊าซก็ควรค่าแก่การสังเกตความหนืด ความหนืดคือความสามารถของอนุภาคในการต้านทานการเคลื่อนที่ที่สัมพันธ์กันนั่นคือแรงเสียดทานภายใน เมื่อชั้นของเหลวที่อยู่ติดกันเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน จะเกิดการชนกันของโมเลกุลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และกองกำลังเกิดขึ้นซึ่งทำให้การเคลื่อนที่ตามคำสั่งช้าลง พลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่แบบมีคำสั่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนของการเคลื่อนที่แบบโกลาหล หากของเหลวที่ใส่ในภาชนะถูกเคลื่อนย้ายและปล่อยทิ้งไว้ตามลำพัง ของเหลวจะค่อยๆ หยุดนิ่ง แต่อุณหภูมิของของเหลวจะเพิ่มขึ้น

ฟรีพื้นผิวและความตึงผิว

หากดูหยดน้ำที่วางอยู่บนพื้นผิวเรียบจะเห็นว่ามีลักษณะโค้งมน นี่เป็นเพราะคุณสมบัติของของเหลวในการก่อตัวของพื้นผิวอิสระและแรงตึงผิว ความสามารถของของเหลวในการรักษาปริมาตรทำให้เกิดพื้นผิวอิสระ ซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าพื้นผิวการแยกเฟส: ของเหลวและก๊าซ เมื่อเฟสของสารเดียวกันเหล่านี้สัมผัสกัน แรงจะเกิดขึ้นซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดพื้นที่ของระนาบอินเทอร์เฟซ เรียกว่าแรงตึงผิว ขอบเฟสเป็นเมมเบรนยืดหยุ่นที่มีแนวโน้มหดตัว

แรงตึงผิวยังอธิบายได้ด้วยแรงดึงดูดของโมเลกุลของเหลวซึ่งกันและกัน แต่ละโมเลกุลมีแนวโน้มที่จะ "ล้อมรอบ" ตัวเองกับโมเลกุลอื่นและออกจากส่วนต่อประสาน ด้วยเหตุนี้พื้นผิวจึงลดลงอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าฟองสบู่และฟองสบู่ที่เกิดขึ้นระหว่างการต้มมักจะมีรูปร่างเป็นทรงกลม หากแรงตึงผิวกระทำต่อของเหลวเท่านั้น มันก็จะอยู่ในรูปแบบนี้อย่างแน่นอน

วัตถุขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นเกินความหนาแน่นของของเหลวสามารถอยู่บนพื้นผิวได้เนื่องจากแรงที่ป้องกันการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวมากกว่าแรงโน้มถ่วง

การระเหยและการควบแน่น

การระเหยคือการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยของสารจากสถานะของเหลวไปเป็นสถานะก๊าซ ในกระบวนการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน โมเลกุลบางส่วนจะปล่อยของเหลวผ่านพื้นผิวและเปลี่ยนเป็นไอ ในทางตรงกันข้าม อีกส่วนหนึ่งของโมเลกุลส่งผ่านจากไอเป็นของเหลว เมื่อจำนวนของสารประกอบที่ตกค้างอยู่ในของเหลวเกินจำนวนของสารประกอบที่เข้าไป กระบวนการระเหยจะเกิดขึ้น

การควบแน่นเป็นกระบวนการย้อนกลับของการระเหย ในระหว่างการควบแน่น ของเหลวจะได้รับโมเลกุลจากไอมากกว่าที่ปล่อยออกมา

กระบวนการที่อธิบายไว้ทั้งสองนั้นไม่สมดุลและสามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าจะสร้างสมดุลเฉพาะที่ ในกรณีนี้ ของเหลวสามารถระเหยจนหมดหรือเข้าสู่สภาวะสมดุลกับไอของมัน

เดือด

การเดือดเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงภายในของของเหลว เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงระดับหนึ่ง ความดันไอจะเกินความดันภายในสาร และฟองอากาศเริ่มก่อตัวขึ้น ภายใต้แรงโน้มถ่วงพวกมันลอยขึ้น

เปียก

การทำให้เปียกเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อของเหลวสัมผัสกับของแข็งในที่ที่มีไอน้ำ ดังนั้นจึงเกิดขึ้นที่อินเทอร์เฟซของสามเฟส ปรากฏการณ์นี้บ่งบอกถึงลักษณะ "การเกาะติด" ของสารของเหลวกับของแข็ง และกระจายไปทั่วพื้นผิวของสารที่เป็นของแข็ง เปียกมีสามประเภท: จำกัด สมบูรณ์และไม่เปียก

ความเข้ากันไม่ได้

เป็นลักษณะความสามารถของของเหลวในการละลายซึ่งกันและกัน ตัวอย่างของของเหลวที่ผสมกันได้คือน้ำและแอลกอฮอล์ และของเหลวที่ผสมไม่ได้คือน้ำและน้ำมัน

การแพร่กระจาย

เมื่อของเหลวที่ผสมกันได้สองชนิดอยู่ในภาชนะเดียวกัน เนื่องจากการเคลื่อนที่ของความร้อน โมเลกุลจะเริ่มเอาชนะส่วนต่อประสาน และของเหลวจะค่อยๆ ผสมกัน กระบวนการนี้เรียกว่าการแพร่กระจาย นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในสารที่อยู่ในสถานะการรวมตัวอื่นๆ

ความร้อนสูงเกินและอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ

ในบรรดาคุณสมบัติที่น่าสนใจของของเหลวนั้นควรสังเกตความร้อนสูงเกินไปและอุณหภูมิต่ำ กระบวนการเหล่านี้มักเป็นพื้นฐานของกลอุบายทางเคมี ด้วยความร้อนที่สม่ำเสมอ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงและอิทธิพลทางกล ของเหลวสามารถให้ความร้อนเหนือจุดเดือดโดยไม่เดือด กระบวนการนี้เรียกว่าความร้อนสูงเกินไป หากวัตถุถูกโยนลงในของเหลวที่มีความร้อนสูงเกินไป วัตถุนั้นจะเดือดทันที

ในทำนองเดียวกัน supercooling ของของเหลวเกิดขึ้นนั่นคือมันถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งโดยผ่านการแช่แข็งเอง ด้วยการกระแทกเบา ๆ ของเหลว supercooled จะตกผลึกทันทีและกลายเป็นน้ำแข็ง

คลื่นบนพื้นผิว

หากสมดุลของส่วนหนึ่งของพื้นผิวของเหลวถูกรบกวน จากนั้นภายใต้การกระทำของแรงคืนสภาพจะเคลื่อนกลับเข้าสู่สภาวะสมดุล การเคลื่อนไหวนี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่รอบเดียว แต่จะเปลี่ยนเป็นการแกว่งและกระจายไปยังส่วนอื่นๆ สิ่งนี้ทำให้เกิดคลื่นที่สามารถสังเกตได้บนพื้นผิวของของเหลวใดๆ

เมื่อแรงโน้มถ่วงทำหน้าที่เป็นแรงฟื้นฟู คลื่นจะเรียกว่าคลื่นความโน้มถ่วง คุณสามารถเห็นพวกมันได้ทั่วน้ำ หากแรงคืนค่าส่วนใหญ่เกิดจากแรงตึงผิว คลื่นจะเรียกว่าเส้นเลือดฝอย ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าคุณสมบัติของของเหลวใดทำให้เกิดความตื่นเต้นของน้ำ

คลื่นความหนาแน่น

ของเหลวถูกบีบอัดได้ยากมาก อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ปริมาตรและความหนาแน่นของของเหลวยังคงเปลี่ยนแปลง สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นทันที: เมื่อส่วนหนึ่งถูกบีบอัด ส่วนอื่น ๆ จะถูกบีบอัดด้วยความล่าช้า ดังนั้นคลื่นยืดหยุ่นจะแพร่กระจายภายในของเหลวซึ่งเรียกว่าคลื่นความหนาแน่น ถ้าในขณะที่คลื่นแพร่กระจาย ความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ผมก็จะเรียกมันว่าเสียง และถ้ามันแรงพอ - ช็อต

เรามาทำความรู้จักกับคุณสมบัติทั่วไปของของเหลวกัน ลักษณะสำคัญทั้งหมดขึ้นอยู่กับชนิดและองค์ประกอบของของเหลวอยู่แล้ว

การจำแนกประเภท

เมื่อพิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของของเหลวแล้ว เรามาดูวิธีการจำแนกประเภทกัน โครงสร้างและคุณสมบัติของสารเหลวขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของอนุภาคที่ประกอบเป็นองค์ประกอบ ตลอดจนลักษณะและความลึกของปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคเหล่านี้ ตามนี้แยกแยะ:

1. ของเหลวอะตอม ประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุลทรงกลมที่เชื่อมโยงกันด้วยแรงของแวนเดอร์วาลส์จากส่วนกลาง ตัวอย่างที่เด่นชัดคืออาร์กอนเหลวและมีเทนเหลว
2. ของเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอมมิกที่มีอะตอมเหมือนกันซึ่งมีไอออนถูกผูกมัดด้วยแรงคูลอมบ์ ตัวอย่าง ได้แก่ ไฮโดรเจนเหลว โซเดียมเหลว และปรอทเหลว
3. ของเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลขั้วที่เชื่อมโยงกันด้วยปฏิกิริยาไดโพลกับไดโพล เช่น ไฮโดรเจนโบรไมด์เหลว
4. ของเหลวที่เกี่ยวข้อง มีพันธะไฮโดรเจน (น้ำ กลีเซอรีน)
5. ของเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ สำหรับประการหลัง องศาเสรีภาพภายในมีบทบาทสำคัญ

สารของสองกลุ่มแรก (ไม่ค่อยสาม) เรียกว่าง่าย พวกเขาจะค้นคว้าได้ดีกว่าใครๆ ในบรรดาของเหลวที่ซับซ้อน น้ำได้รับการศึกษามากที่สุด การจำแนกประเภทนี้ไม่รวมถึงผลึกเหลวและของเหลวควอนตัม เนื่องจากเป็นกรณีพิเศษและพิจารณาแยกกัน

จากมุมมองของคุณสมบัติอุทกพลศาสตร์ ของเหลวแบ่งออกเป็นนิวตันและไม่ใช่นิวตัน การไหลของอดีตเป็นไปตามกฎของนิวตัน ซึ่งหมายความว่าความเค้นเฉือนจะขึ้นอยู่กับการไล่ระดับความเร็วเป็นเส้นตรง ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนระหว่างค่าเหล่านี้เรียกว่าความหนืด ในของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน ความหนืดจะผันผวนตามการไล่ระดับความเร็ว

การศึกษาของ

การศึกษาการเคลื่อนที่และความสมดุลทางกลของของเหลวและก๊าซ ตลอดจนปฏิกิริยาระหว่างกัน รวมทั้งกับของแข็ง ถูกจัดการโดยสาขาของกลศาสตร์เช่น ไฮโดรแอโรโรเมคานิกส์ เรียกอีกอย่างว่าอุทกพลศาสตร์

ของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้มีการศึกษาในส่วนย่อยของกลศาสตร์ของไหลที่เรียกว่ากลศาสตร์ของไหล เนื่องจากความสามารถในการอัดของของเหลวมีขนาดเล็กมาก ในหลายกรณีจึงถูกละเลย ของเหลวอัดตัวได้รับการศึกษาโดยพลศาสตร์ของแก๊ส

ไฮโดรแมคคานิกส์ยังแบ่งออกเป็น ไฮโดรสแตติกส์ และ อุทกพลศาสตร์ (ในความหมายที่แคบ) ในกรณีแรกจะทำการศึกษาความสมดุลของของไหลที่ไม่สามารถบีบอัดได้และในกรณีที่สองคือการเคลื่อนที่ของพวกมัน

แมกนีโตไฮโดรไดนามิกส์เกี่ยวข้องกับการศึกษาของไหลที่เป็นแม่เหล็กและนำไฟฟ้า และระบบไฮดรอลิกส์จัดการกับปัญหาที่นำไปใช้

กฎพื้นฐานของไฮโดรสแตติกคือกฎของปาสกาล การเคลื่อนที่ของของไหลอัดตัวในอุดมคติอธิบายโดยสมการออยเลอร์ สำหรับการไหลนิ่ง กฎของเบอร์นูลลีเป็นที่พอใจ และสูตร Torricelli อธิบายถึงการไหลออกของสารเหลวจากรู การเคลื่อนที่ของของเหลวหนืดเป็นไปตามสมการของเนเวียร์-สโตกส์ ซึ่งสามารถคำนึงถึงการอัดตัวได้

คลื่นยืดหยุ่นและการสั่นสะเทือนในของเหลว (เช่นเดียวกับในสื่ออื่น ๆ ) ได้รับการศึกษาโดยวิทยาศาสตร์เช่นอะคูสติก Hydroacoustics เป็นส่วนย่อยที่ศึกษาเกี่ยวกับเสียงในสภาพแวดล้อมทางน้ำเพื่อแก้ปัญหาการสื่อสารใต้น้ำ ตำแหน่ง และสิ่งอื่น ๆ

ในที่สุด

วันนี้เรามาทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางกายภาพทั่วไปของของเหลว นอกจากนี้เรายังได้เรียนรู้ว่าสารดังกล่าวมีอะไรบ้างโดยทั่วไปและจำแนกอย่างไร ว่าด้วย คุณสมบัติทางเคมีของเหลวขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมันโดยตรง ดังนั้นควรพิจารณาแยกกันสำหรับสารแต่ละชนิด เป็นการยากที่จะตอบว่าคุณสมบัติของของเหลวใดมีความสำคัญและไม่สำคัญ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับงานในบริบทที่พิจารณาของเหลวนี้

ของเหลวที่พบมากที่สุดบนโลกคือน้ำ: ทะเลและมหาสมุทรครอบคลุมประมาณ 7/10 ของพื้นผิวโลก

คุณสมบัติหลักของของเหลวเราจะสร้างพวกเขาบนพื้นฐานของประสบการณ์ที่คุณรู้จักจากการฝึกฝนทุกวัน

มาใส่ประสบการณ์

การเทน้ำจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่งเราจะเห็นว่าของเหลวนั้นอยู่ในรูปของภาชนะเสมอ (รูปที่ 7.4) เมื่อใช้ภาชนะวัด เราสามารถสังเกตได้ว่าของเหลวยังคงมีปริมาตรอยู่

ข้าว. 7.4. ของเหลวอยู่ในรูปของภาชนะโดยคงปริมาตรไว้

คุณสมบัติของของเหลวที่จะทำให้รูปร่างของภาชนะที่ใช้คืออะไร?

เราสังเกตเห็นแล้วว่าของเหลวไม่สามารถบีบอัดได้จริง ประสบการณ์ดังกล่าวบอกว่าการบีบอัดของเหลวยากเพียงใด ทรงกลมตะกั่วที่มีผนังหนาเต็มไปด้วยน้ำผ่านรูเล็ก ๆ รูนี้ถูกบัดกรีและทรงกลมถูกกระแทกด้วยค้อน และน้ำซึมผ่านโลหะ: หยดน้ำปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของตะกั่ว

คุณสมบัติของของเหลวอธิบายได้อย่างไร?ในรูป 7.5 แผนผังแสดงการจัดเรียงของโมเลกุลในของเหลว เราเห็นว่า (โมเลกุลในของเหลวอยู่ใกล้กัน แต่ไม่มีลำดับที่ชัดเจนในการจัดเรียงนี้

ข้าว. 7.5. แผนผังแสดงโครงสร้างโมเลกุลของของเหลว

การจัดเรียงโมเลกุลในของเหลว "ปิด" อธิบายการอัดตัวที่ต่ำ

ทำไมของเหลวถึงมีรูปร่างเหมือนภาชนะ? ความจริงก็คือเนื่องจากขาดระเบียบในการจัดเรียงโมเลกุล พวกเขามักจะเปลี่ยนสถานที่ระหว่างการเคลื่อนไหวที่วุ่นวาย "การกระโดด" ของโมเลกุลบ่อยครั้งเหล่านี้ทำให้รูปร่างของของเหลวเปลี่ยนแปลงเร็วมาก - เร็วมากจนเราบอกว่าของเหลวกำลังไหล ความลื่นไหลของของเหลวอธิบายถึงความจริงที่ว่ามันใช้รูปร่างของภาชนะที่เทลงไป อย่างไรก็ตาม ของเหลวก็มีรูปทรงของตัวเองเช่นกัน (ดูหัวข้อ "ทำไมหยดจึงกลม" ด้านล่าง)

แสดงให้เห็นร่างที่มั่นคงของรูปทรงต่างๆ โปรดทราบว่าของแข็งทั้งหมดมีรูปร่างที่แน่นอนซึ่งยากต่อการเปลี่ยนแปลง

บทสรุป: การเก็บรักษาปริมาตรและรูปร่างเป็นสมบัติของของแข็ง

มีของเหลวอยู่ในแก้วทรงกระบอกที่มีการแบ่งตัว ทำเครื่องหมายระดับของเหลวในแก้ว จากนั้นเทของเหลวนี้ลงในขวดตามลำดับ ลงในแก้วทรงกรวย ลงในบีกเกอร์ทรงสูงแคบ ๆ จากนั้นอีกครั้งลงในแก้วทรงกระบอกที่มีการแบ่งส่วน

บทสรุป:ของเหลวยังคงปริมาตร แต่เปลี่ยนรูปร่างได้ง่าย

ทำการทดลองซ้ำ - การอัดแก๊สและของเหลว ก๊าซอัดได้ดีกว่าของเหลวพันเท่า

ผูกลูกโป่งด้วยด้าย พองและมัดรูของบอลลูนด้วยด้าย คลายเธรดแรก อากาศจะใช้ปริมาณทั้งหมดที่มีให้

บทสรุป:ก๊าซไม่มีปริมาตรคงที่และมีรูปร่างเป็นของตัวเอง - พวกมันเติมปริมาตรทั้งหมดที่มีให้

ประสบการณ์ที่ 3 แบบจำลองโครงตาข่ายเชิงพื้นที่ของคริสตัล.

แนะนำให้นักเรียนรู้จักลักษณะเฉพาะของโครงสร้างของตัวผลึกในแบบจำลองตาข่ายเชิงพื้นที่ของผลึกโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้ประกอบโมเดลแล้ววางบนขาตั้ง

โปรดทราบว่าลูกบอลสีหนึ่งเลียนแบบโซเดียมไอออน และอีกสีหนึ่ง - คลอรีนไอออน ไอออนแต่ละตัวในผลึกจะแกว่งไปมารอบตำแหน่งตรงกลาง - โหนด หากคุณเชื่อมต่อโหนดด้วยเส้นตรงจะมีการสร้างโครงข่ายเชิงพื้นที่คล้ายกับรูปแบบที่นำเสนอ

ไอออนสลับกัน พวกมันอยู่ห่างจากกันเป็นระยะทางเท่ากันในสามทิศทางตั้งฉากซึ่งกันและกันและสร้างรูปทรงลูกบาศก์ปกติในอวกาศ โซเดียมไอออนแต่ละตัวล้อมรอบด้วยคลอไรด์ไอออน 6 ตัว และในทางกลับกัน ไอออนของคลอไรด์แต่ละอันล้อมรอบด้วยโซเดียมไอออน 6 ตัว

หากเลือกทิศทางแนวตั้งหรือแนวนอนด้านใดด้านหนึ่งของโครงตาข่าย เราจะสังเกตได้ว่าโซเดียมและคลอรีนไอออนที่สลับกันจะเกิดขึ้นตามทิศทางเหล่านี้เสมอ

หากคุณวาดเส้นตรงในแนวทแยง จะปรากฏเฉพาะลูกบอลที่มีสีเดียวกันซึ่งก็คือไอออนขององค์ประกอบเดียวกันเท่านั้น

การสังเกตนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานในการอธิบายแอนไอโซโทรปีของผลึกได้

เติมตาราง.

งานห้องปฏิบัติการ 2

แรงดันของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

หัวข้อที่ 1. แรงดันแก๊ส. กฎของปาสกาล

ประสบการณ์ 1. สูบลมยางห้องใต้ระฆังของปั๊มลม

ทิ้งอากาศไว้เล็กน้อยในห้องยาง (ลูกบอล, ถุงมือ) หนีบรูด้วยแคลมป์ วางกล้องบนจานปั๊มลม เพื่อไม่ให้บังรูในท่อทางออกของจาน และปิดด้วยกระดิ่งแก้ว ต่อเพลทเข้ากับปั๊มและสูบลมออก เมื่ออากาศถูกทำให้เย็นลง ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงจะเพิ่มขึ้นและอยู่ในรูปของลูกบอล จากนั้นค่อยๆ ปล่อยให้อากาศเข้าไปใต้กริ่งของจานสูญญากาศ สังเกตสิ่งตรงกันข้าม

อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของพวกมัน โมเลกุลของอากาศโจมตีผนังห้องอย่างต่อเนื่องจากด้านในและด้านนอก ตราบใดที่ความกดอากาศทั้งสองด้านเท่ากัน ก็ไม่เปลี่ยนรูปร่าง เมื่ออากาศถูกสูบออก จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรในกระดิ่งจะลดลงเมื่อเทียบกับห้อง ดังนั้นจำนวนผลกระทบของโมเลกุลกับผนังของห้องจากภายในจึงมากกว่าจำนวนผลกระทบจากภายนอก และห้องจะพองตัว รูปทรงกลมของห้องนั้นแสดงให้เห็นว่าอากาศกดบนผนังของห้องอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง หลังเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุล

ประสบการณ์ 2. แบบจำลองทางกลของแก๊ส

ในภาชนะใสแบน ลูกบอลโฟมที่เลียนแบบโมเลกุลจะเคลื่อนที่ในกระแสอากาศ ให้ความสนใจกับการเคลื่อนที่แบบสุ่มของ "โมเลกุล" ยกลูกสูบของอุปกรณ์ให้สูงขึ้น เพิ่มปริมาณการไหลของอากาศ ลดระดับลง ความเร็วของการไหลของอากาศเพิ่มขึ้นและลดลงทำให้ความเร็วของการเคลื่อนที่ของ "โมเลกุล" เพิ่มขึ้นและลดลง ให้ความสนใจกับความถี่ของผลกระทบของ "โมเลกุล" ที่ผนังของเรือ ขึ้นอยู่กับปริมาตรของอากาศและความเร็วของการเคลื่อนที่ของพวกมัน

ความดันของแก๊สที่ผนังของภาชนะเกิดจากผลกระทบของโมเลกุลของแก๊ส

ประสบการณ์ 3. การเปลี่ยนแปลงของแรงดันแก๊สด้วยการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรและอุณหภูมิ

ปิดปลายท่อแก้วโดยให้ลูกสูบแน่นด้วยจุกไม้ก๊อกที่สอดกรวยเข้าไป ขันปลายด้านกว้างของกรวยให้แน่นด้วยฟิล์มยางบางๆ ซึ่งยึดไว้กับกรวยด้วยเกลียวที่แข็งแรงสองสามรอบ การเชื่อมต่อทั้งหมดจะต้องถูกปิดผนึก อธิบายให้นักเรียนฟังว่าแผ่นยางจะใช้เป็นตัววัดความกดอากาศ

ในช่วงเริ่มต้นของการทดลอง ความกดอากาศทั้งสองด้านของฟิล์มจะเท่ากัน จึงมีพื้นผิวเรียบ การเลื่อนลูกสูบลง เราจะลดปริมาตรของอากาศในท่อ ฟิล์มยางหย่อนออกไปด้านนอก ซึ่งเป็นการพิสูจน์ว่าแรงดันในท่อเพิ่มขึ้น

เมื่อยืดลูกสูบ ฟิล์มจะแบนอีกครั้ง จากนั้นโค้งงอภายในกรวย ซึ่งบ่งชี้ว่าแรงดันอากาศภายในลดลง สรุปได้ว่าเมื่อปริมาตรของแก๊สลดลง ความดันจะลดลง การเปลี่ยนแปลงของความดันอธิบายได้จากการเปลี่ยนแปลงจำนวนผลกระทบของโมเลกุลที่ผนังของเรือ

เพื่อแสดงการพึ่งพาแรงดันแก๊สต่ออุณหภูมิ กรวยที่มีฟิล์มยางยืดอยู่จะถูกลบออกจากท่อและสอดเข้าไปในคอของขวดแก้วอย่างแน่นหนา อากาศในขวด อย่างระมัดระวังอุ่นเหนือเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์ สังเกตว่าฟิล์มยางจะโค้งงอเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นได้อย่างไร ซึ่งบ่งชี้ว่าความดันอากาศภายในขวดเพิ่มขึ้น

วางขวดไว้บนคิวเวตต์แล้วเทลงไป น้ำเย็น. ฟิล์มโค้งงอภายในช่องทาง ปรากฏการณ์ที่กำลังพิจารณาอธิบายได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุล ซึ่งเป็นผลมาจากแรงและความถี่ของการกระแทกที่ผนังของหลอดเลือด

ประสบการณ์ 4. การส่งผ่านแรงดันด้วยก๊าซและของเหลว

นำอุปกรณ์ "บอลของปาสกาล" คลายเกลียวลูกบอลออกจากกระบอกสูบของอุปกรณ์และขยายลูกสูบด้วยแกนให้ล้มเหลว เทน้ำลงในกระบอกสูบแล้วขันลูกบอลอีกครั้ง วางเครื่องไว้เหนือแผ่นอบและค่อยๆ ดันลูกสูบเข้าไป หัวฉีดจากทุกหลุมของลูกบอลถูกฉีดพ่นในระยะทางที่เท่ากันโดยประมาณ ซึ่งแสดงถึงความเร็วที่น้ำไหลออกจากทุกหลุมเท่ากัน ขอแนะนำให้ส่องสว่างเครื่องบินเจ็ตด้วยไฟด้านข้าง ในกรณีนี้ พวกเขาจะดูโล่งใจเมื่อตัดกับพื้นหลังสีเข้มของกระดาน

เพื่อแสดงการถ่ายโอนความดันในก๊าซ คุณสามารถใช้ผงฟันเป็นตัวบ่งชี้ได้ หลังจากคลายเกลียวลูกบอลแล้ว ให้เทผงฟันลงไป จากนั้นเขย่าลูกบอลสองสามครั้งแล้วขันสกรูเข้ากับกระบอกสูบของอุปกรณ์ ด้วยปริมาตรของอากาศในกระบอกสูบที่ลดลงเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ ละอองผง (ควัน) จะถูกกระแทกออกจากรูของลูกบอลในทุกทิศทางในระยะเดียวกัน

ความดันที่กระทำต่อของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งไปยังแต่ละจุดของของเหลวหรือก๊าซโดยไม่เปลี่ยนแปลง

ประสบการณ์ 4. อุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องกดไฮดรอลิก

สร้างแผนผังของเครื่องกดไฮดรอลิกด้วยเกจวัดแรงดันและวาล์วนิรภัยในโน้ตบุ๊ก จับคู่ส่วนหลักของสื่อกับการแสดงแผนผังบนกระดาน การตั้งชื่อชิ้นส่วนแต่ละส่วนของอุปกรณ์และจุดประสงค์ บอกเราว่าเครื่องอัดไฮดรอลิกทำงานอย่างไรและชิ้นส่วนแต่ละชิ้นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร ลองนึกถึงอุปกรณ์ในสื่อที่ป้องกันมิให้ถูกทำลาย

อธิบายว่าแท่นพิมพ์ได้รับกำลังเพิ่มขึ้นอย่างมากได้อย่างไร

สาธิตการทำงานของเครื่อง ติดตั้งเครื่องดัดบนอุปกรณ์และทำลายบล็อกไม้ กว้าง 30 - 40 มม. ยาว 25 - 30 มม. แถบถูกวางไว้ในอุปกรณ์เพื่อให้เกิดการดัดและการทำลายผ่านเส้นใย

หัวข้อที่ 2. ความดันในของเหลว

ประสบการณ์ 1. พื้นผิวที่ว่างของของเหลว

เทน้ำลงในภาชนะแก้ว แสดงว่าสำหรับการเอียงของภาชนะ ของเหลวในภาชนะจะยังคงอยู่ในแนวนอน

พื้นผิวที่ว่างของของเหลวคือพื้นผิวที่ไม่สัมผัสกับผนังของภาชนะ

ประสบการณ์ 2. อุปกรณ์และหลักการทำงานของระดับ

คุณสมบัติของพื้นผิวอิสระของของเหลวที่จะอยู่ในระดับแนวนอนนั้นใช้ในอุปกรณ์สำหรับตรวจสอบแนวนอนของพื้นผิวซึ่งเรียกสั้นๆ ว่าระดับ

การออกแบบระดับอาจแตกต่างกันไป สาธิตโมเดลระดับต่างๆ

ประสบการณ์ที่ 3 แรงกดของเหลวที่ด้านล่างของภาชนะ

ขันเกลียวให้แน่นแล้วกดเพลทกับขอบขัดด้านล่างของกระบอกสูบ จากนั้นลดกระบอกสูบลงโดยให้ก้นกดทับลงในภาชนะที่มีน้ำแล้วคลายเกลียว ให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าแรงกดกระทำที่ด้านล่างจากด้านของเหลว โดยพุ่งจากล่างขึ้นบน เพื่อไม่ให้หลุดออกจากกระบอกสูบ

ในการกำหนดขนาดของแรงนี้ ให้ค่อยๆ เทน้ำสีลงในกระบอกสูบ เมื่อเติมน้ำในกระบอกสูบ แรงดันของของเหลวที่อยู่ด้านล่างของกระบอกสูบที่พุ่งจากบนลงล่างจะเพิ่มขึ้น ทันทีที่ระดับน้ำในถังและกระบอกสูบเท่ากัน ด้านล่างก็จะหลุดออกมา แรงดันน้ำที่ด้านล่างจากด้านล่างเท่ากับน้ำหนักของคอลัมน์ของเหลวในกระบอกสูบ ด้านล่างจะหายไปเนื่องจากการกระทำของแรงโน้มถ่วงบนนั้น

ประสบการณ์ 4. แรงดันของเหลวบนผนังของเรือ

ใช้กระบอกสูบที่มีรูด้านข้าง สามารถปิดรูได้ เช่น กับไม้ขีด เติมน้ำในกระบอกสูบ นำไม้ขีดออกจากรูในกระบอกสูบอย่างรวดเร็ว โปรดทราบว่ายิ่งรูต่ำเท่าไร กระแสน้ำก็จะยิ่งไหลออกเร็วและไกลขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ แรงดันน้ำที่รูยิ่งมากขึ้น ระหว่างการทดลอง ควรเติมน้ำในกระบอกสูบตลอดเวลา

ของเหลวออกแรงกดไม่เพียง แต่ที่ด้านล่าง แต่ยังรวมถึงบนผนังของภาชนะด้วย ความดันนี้ขึ้นอยู่กับความสูงของคอลัมน์ของเหลว

ประสบการณ์ 5. แรงกดของเหลวที่ด้านล่างไม่ขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะ

พิจารณาอุปกรณ์ของปาสกาล ประกอบด้วยฐานที่ยึดกรอบเกลียววงแหวนไว้ เฟรมแน่นจากด้านล่างด้วยฟิล์มยางบาง ๆ ที่วางอยู่บนจานกลมที่เชื่อมต่อด้วยคันโยกพร้อมลูกศรที่เคลื่อนย้ายได้ง่าย

อุปกรณ์สามลำที่มีรูปร่างและปริมาตรต่างกัน แต่มีพื้นที่ฐานเท่ากัน

เรือแต่ละลำมีเธรดที่ติดตั้งบนอุปกรณ์

แก้ไขภาชนะทรงกระบอกในเฟรมแล้วเทน้ำลงไปที่ความสูง 2 ซม. ใต้ขอบด้านบน ทำเครื่องหมายระดับน้ำในถังด้วยตัวชี้ที่เคลื่อนที่ไปตามแกน และทำเครื่องหมายตำแหน่งของลูกศรบนมาตราส่วนด้วยตัวชี้พิเศษ เทน้ำออกทางก๊อกระบายน้ำ

วางภาชนะที่มีรูปร่างต่างกันลงในเฟรมทีละชิ้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณต้องใช้น้ำมากหรือน้อยกว่าสำหรับภาชนะทรงกระบอก และตัวชี้ถูกตั้งค่าไว้ที่ตำแหน่งเดียวกันบนมาตราส่วนทุกครั้งที่ระดับน้ำในภาชนะเพิ่มขึ้นถึงระดับที่ระบุไว้ในกรณีแรก นี่คือ "ความขัดแย้ง" ของปาสกาลหรือสิ่งที่ผิดธรรมดาที่หยุดนิ่ง

หัวข้อที่ 3 การสื่อสารเรือ

การทดลองที่ 1. เชื่อมต่อท่อใสสองท่อกับท่อที่มีแคลมป์ เทน้ำสีลงในหลอดใดหลอดหนึ่ง ถอดแคลมป์ออก น้ำไหลจากท่อหนึ่งไปยังอีกท่อหนึ่งจนผิวน้ำในท่อทั้งสองเท่ากัน

เรือที่ของเหลวสามารถไหลได้อย่างอิสระจากเรือหนึ่งไปอีกลำหนึ่งเรียกว่า การสื่อสาร เปลี่ยนตำแหน่งของหลอดหนึ่งเทียบกับอีกหลอดหนึ่ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวที่ว่างของของเหลวที่อยู่นิ่งในภาชนะสื่อสารที่มีรูปร่างใดๆ อยู่ในระดับเดียวกัน

การทดลองที่ 2 ทำซ้ำการทดลองที่ 1 แต่เมื่อเริ่มการทดลอง ให้เทน้ำลงในหลอดใดหลอดหนึ่ง และเติมสารละลายโซเดียมคลอไรด์หรือน้ำมันก๊าดสีอิ่มตัวลงในหลอดอื่น หลังจากถอดแคลมป์แล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับของเหลวในท่อต่างกัน

พื้นผิวที่ว่างของของเหลวที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันพักอยู่ที่ระดับต่างๆ

ประสบการณ์ 3. อุปกรณ์และหลักการทำงานของระบบประปา

เมื่อศึกษาอุปกรณ์และการทำงานของระบบจ่ายน้ำ ให้คำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าโครงสร้างทางเทคนิคมักจะประกอบด้วยสองส่วนหลักที่มีจุดประสงค์ต่างกัน

ส่วนหนึ่งของการจ่ายน้ำคือปั๊มหรือสถานีสูบน้ำ ซึ่งมีหน้าที่สูบน้ำจากแหล่ง (แม่น้ำหรือบ่อน้ำพิเศษ) ไปยังอ่างเก็บน้ำที่ตั้งอยู่ในส่วนที่สูงที่สุดของพื้นที่ที่มีการจ่ายน้ำ ส่วนที่สองของการจ่ายน้ำประกอบด้วยถังเก็บน้ำนี้และเครือข่ายของท่อขนาดใหญ่และขนาดเล็กที่จ่ายน้ำให้กับผู้บริโภค ส่วนสุดท้ายทำงานบนหลักการของการสื่อสารกับเรือและแสดงให้เห็นอย่างง่ายดายในรูปแบบโฮมเมดที่เรียบง่าย

ประกอบการติดตั้งแบบท่อประปาที่แสดงในรูป เทน้ำสีอ่อนจากแก้วลงในกรวยแทนถังเก็บน้ำ เปิดก๊อกน้ำด้านบนเพื่อให้อากาศไหลออกและดูน้ำจากช่องทางเข้าสู่ท่อหลักด้านล่าง จากท่อนี้ น้ำจะเข้าสู่ท่อแนวตั้งที่สองซึ่งแสดงภาพผู้ยกในอาคารซึ่งมีกิ่งก้านสองกิ่งพร้อมก๊อกไหลไปตามพื้น

ประสบการณ์ 4. อุปกรณ์และหลักการทำงานของน้ำพุ

ประกอบการติดตั้งที่แสดงในรูป ขณะเทน้ำลงในกรวย ให้ลดท่อยางปลายแก้วลงช้าๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อขอบด้านบนอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำในกรวยเล็กน้อย น้ำจะเริ่มไหลออกจากส่วนปลาย

ลดปลายทิปลงไปที่แผ่นอบแล้วหนีบเข้ากับขาตั้งสามขา สังเกตว่าไอพ่นที่ไหลออกเริ่มตีออกจากรูหัวฉีดอย่างไร อย่าลืมเติมน้ำลงในกรวยตลอดเวลา

ประสบการณ์ 5. บนหลักการของการสื่อสารกับเรือจะมีการจัดเรียงท่อวัดน้ำสำหรับถังที่มีน้ำ

พบท่อดังกล่าวบนถังล้างในรถราง ในหลอดแก้วแบบเปิดที่ติดอยู่กับถัง น้ำจะอยู่ในระดับเดียวกับในถังเสมอ

หากมีการติดตั้งท่อวัดน้ำบนหม้อต้มไอน้ำ ส่วนบนของท่อจะเชื่อมต่อกับส่วนบนของหม้อไอน้ำที่เติมไอน้ำ ทำเช่นนี้เพื่อให้แรงดันบนพื้นผิวว่างของน้ำในหม้อไอน้ำและในท่อมาตรวัดน้ำเท่ากัน จากนั้นระดับน้ำในท่อจะสูงเท่ากับระดับน้ำในหม้อไอน้ำ

หัวข้อที่ 4. น้ำหนักอากาศ ความกดอากาศ.

ประสบการณ์ 1. นำกระบอกแก้วพร้อมลูกสูบจากลูกบอลของปาสกาล จุ่มปลายท่อที่เปิดอยู่ซึ่งต่อกับลูกสูบไว้ในน้ำที่มีสีประมาณ 3-4 ซม. แล้วค่อยๆ ยกลูกสูบขึ้น น้ำภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศภายนอกจะเพิ่มขึ้นหลังลูกสูบ

ประสบการณ์ 2. น้ำหนักอากาศ

ปรับสมดุลลูกชั่งน้ำหนักอากาศบนเครื่องชั่ง แล้วสูบลมออกจากลูกโป่ง ความสมดุลของตาชั่งถูกรบกวน ทำการสรุป

ประสบการณ์ 3. น้ำพุในพื้นที่หายาก

นำภาชนะแก้วซึ่งเปิดปิดด้วยจุกยางผ่านช่องเปิดซึ่งผ่านท่อแก้วที่มีปลายดึง เชื่อมต่อปลายอีกด้านของท่อเข้ากับสกรูหรือแคลมป์สปริง

หลังจากสูบลมออกด้วยปั๊มแล้ว ให้ยึดอุปกรณ์เข้ากับขาตั้ง ปล่อยท่อยางลงในภาชนะที่มีน้ำย้อมสีแล้วปล่อยที่หนีบ

เนื่องจากแรงดันบรรยากาศ น้ำจะเข้าสู่รูแคบๆ ภายในเครื่องอย่างแรง ทำให้เกิดเป็นน้ำพุ

ประสบการณ์ 4. การทำงานของตับหรือปิเปต

จุ่มตับลงในภาชนะแก้วที่มีน้ำแต้มสี น้ำในตับและหลอดเลือดอยู่ในระดับเดียวกัน ใช้นิ้วปิดช่องเปิดด้านบนของตับแล้วนำออกจากหลอดเลือด น้ำยังคงอยู่ในตับเนื่องจากความดันบรรยากาศ

จากนั้นเปิดรูด้านบนของท่อเล็กน้อย อากาศเข้าสู่ตับและน้ำไหลออกจากตับ

ในกระบวนการอธิบายการทำงานของตับ จำเป็นต้องแสดงให้เห็นว่าตับสามารถเก็บตัวอย่างของเหลวจากระดับความลึกต่างๆ ได้

สาธิตการทำงานของปิเปต อธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้

ประสบการณ์ 5. น้ำไม่ไหลออกจากภาชนะที่มีรูอยู่ด้านล่าง

ใช้ลวดเส้นเล็กหรือสว่านเพื่อแสดงให้นักเรียนเห็นว่ามีรูในภาชนะ จากนั้นจุ่มภาชนะลงในน้ำ ทันทีที่เติมน้ำ ให้ปิดรูที่ฝาด้วยนิ้วของคุณ ยกเครื่องขึ้นแล้ววางบนแผ่นอบ น้ำไม่ไหลผ่านรู: รักษาความดันบรรยากาศภายนอก หลังจากนั้น เปิดรูที่ฝาแล้วสังเกต "ฝักบัว" ที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งเกิดจากหยดน้ำจำนวนมาก

ประสบการณ์ 6. ประสบการณ์ของ Torricelli

อ่านคำอธิบายประสบการณ์ในตำราฟิสิกส์สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 จดบันทึกในสมุดบันทึกของคุณตามแผน: อ้างอิงประวัติศาสตร์; วัตถุประสงค์ของการทดลอง โครงร่างของการตั้งค่าการทดลอง ขั้นตอนหลักของการทดลอง ผลลัพธ์ของประสบการณ์ ข้อสรุป

หัวข้อที่ 5. การกระทำของของเหลวและก๊าซในร่างกายที่แช่อยู่ในนั้น กฎของอาร์คิมิดีส

การทดลองที่ 1 การกระทำของของเหลวและก๊าซต่อร่างกายที่จมอยู่ใต้น้ำ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงลอยตัวกระทำบนร่างกายในของเหลวหรือก๊าซ โดยมุ่งตรงไปตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายนี้

ระงับร่างกายของคุณบนหนังยาง สายรัดยืดออกตามน้ำหนักตัว

จุ่มร่างกายลงในภาชนะที่มีน้ำ ความยาวของสายลดลงอย่างมาก การทดลองสามารถทำได้โดยใช้สปริงจากถังของอาร์คิมิดีส ขอแนะนำให้ใช้มันฝรั่งขนาดใหญ่เป็นตัว

วางลูกแก้วที่สมดุลบนตาชั่งในภาชนะที่เปิดอยู่ เติมภาชนะ คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งสามารถรับได้โดยใช้อุปกรณ์ Kip ความสมดุลของตาชั่งถูกรบกวน ทำการสรุป

ประสบการณ์ที่ 2 แนะนำทางเลือกสำหรับการทดลองที่ต้องแสดงให้เห็นเพื่อชี้แจงการพึ่งพาแรงลอยตัวต่อน้ำหนักตัว ความหนาแน่นของของเหลว ความหนาแน่นของสารที่ร่างกายสร้างขึ้น ความลึกของการแช่ตัวในของเหลว รูปร่าง; ปริมาณของร่างกาย ทำการทดลอง ทำการสรุป

ประสบการณ์ 3. กฎของอาร์คิมิดีส

แสดงว่าความจุของถังเท่ากับปริมาตรของสินค้าในรูปทรงกระบอก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใส่กระบอกสูบลงในถัง โปรดทราบว่าไม่มีช่องว่างระหว่างผนังของถังและกระบอกสูบ

ไปที่สปริงของไดนาโมมิเตอร์จับที่ขาของขาตั้งกล้องแขวนถังและด้านหลังด้วยลวดเส้นเล็ก - โหลด ภายใต้น้ำหนักบรรทุก สปริงจะเสียรูป

ทำเครื่องหมายตำแหน่งของแผ่นดิสก์บนสปริงด้วยลูกศรเคลื่อนที่

จุ่มกระบอกสูบลงในภาชนะที่มีน้ำจนหมด ตัวแสดงส่วนขยายสปริงเลื่อนขึ้นและอยู่เหนือลูกศร

อธิบายให้นักเรียนฟังว่าแรงที่ผลักร่างกายออกจากของเหลวจะเท่ากับน้ำหนักของภาระเพิ่มเติมที่จะส่งดิสก์กลับ - ตัวชี้ไปยังตำแหน่งเดิมนั่นคือไปที่ลูกศร

นำแก้วน้ำแล้วค่อยๆเทลงในถัง เนื่องจากน้ำหนักของน้ำสปริงจึงยืดออกอีกครั้งและดิสก์ตกลงมาที่ตัวชี้ ทันทีที่ดิสก์ถึงลูกศร น้ำก็เริ่มไหลออกจากถัง

เราสามารถสรุปได้ว่าแรงที่ผลักวัตถุที่แช่อยู่ในของเหลวนั้นมีค่าเท่ากับน้ำหนักของของเหลวในปริมาตรของวัตถุนี้

หัวข้อ 6. ว่ายน้ำ โทร. เรือใบ. วิชาการบิน

น้ำและก๊าซ ทั้งหมดต่างกันในคุณสมบัติของพวกเขา ของเหลวครอบครองสถานที่พิเศษในรายการนี้ โมเลกุลในของเหลวไม่เหมือนกับของแข็ง ของเหลวเป็นสถานะพิเศษของสสารที่อยู่ตรงกลางระหว่างแก๊สกับของแข็ง สารในรูปแบบนี้สามารถมีอยู่ได้ก็ต่อเมื่อสังเกตช่วงเวลาของอุณหภูมิที่แน่นอนเท่านั้น ด้านล่างช่วงเวลานี้ ตัวของเหลวจะเปลี่ยนเป็นของแข็ง และด้านบนกลายเป็นก๊าซ ในกรณีนี้ ขอบเขตของช่วงเวลาจะขึ้นอยู่กับแรงกดโดยตรง

น้ำ

ตัวอย่างหลักของของเหลวคือน้ำ แม้จะอยู่ในหมวดหมู่นี้ แต่น้ำสามารถอยู่ในรูปของของแข็งหรือก๊าซได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อม. ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นของแข็ง โมเลกุลของสสารธรรมดาจะถูกบีบอัด แต่น้ำมีพฤติกรรมแตกต่างกัน เมื่อมันแข็งตัว ความหนาแน่นของมันจะลดลง และแทนที่จะจม น้ำแข็งจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ น้ำในสถานะของเหลวปกติมีคุณสมบัติทั้งหมดของของเหลว - มีปริมาตรเฉพาะเสมอ แต่ไม่มีรูปแบบที่แน่นอน

ดังนั้นน้ำจึงเก็บความร้อนไว้ใต้ผิวน้ำแข็งเสมอ แม้ว่าอุณหภูมิแวดล้อมจะอยู่ที่ -50 องศาเซลเซียส อุณหภูมิจะยังคงอยู่ที่ประมาณศูนย์ภายใต้น้ำแข็ง อย่างไรก็ตาม โรงเรียนประถมศึกษาไม่จำเป็นต้องเจาะลึกถึงรายละเอียดของคุณสมบัติของน้ำหรือสารอื่นๆ ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 สามารถให้ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของวัตถุเหลว - และควรรวมน้ำไว้ในรายการนี้ ท้ายที่สุดนักเรียน โรงเรียนประถมศึกษาควรมี ความคิดทั่วไปเกี่ยวกับคุณสมบัติของสิ่งแวดล้อม ในขั้นตอนนี้ ก็เพียงพอแล้วที่จะรู้ว่าน้ำในสภาวะปกติเป็นของเหลว

แรงตึงผิวเป็นสมบัติของน้ำ

น้ำมีแรงตึงผิวมากกว่าของเหลวอื่นๆ เนื่องจากคุณสมบัตินี้ เม็ดฝนจึงก่อตัวขึ้น และด้วยเหตุนี้ วัฏจักรของน้ำจึงยังคงอยู่ในธรรมชาติ มิฉะนั้น ไอน้ำจะไม่สามารถกลายเป็นหยดและหกลงบนพื้นผิวโลกในรูปของฝนได้ง่ายๆ น้ำเป็นตัวอย่างของร่างกายของเหลวซึ่งความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกของเราโดยตรงนั้นขึ้นอยู่กับ

แรงตึงผิวเกิดจากการที่โมเลกุลของของเหลวถูกดึงดูดเข้าหากัน อนุภาคแต่ละตัวมีแนวโน้มที่จะล้อมรอบตัวเองกับผู้อื่นและออกจากพื้นผิวของตัวของเหลว นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมฟองสบู่และฟองสบู่จึงเกิดขึ้นเมื่อน้ำเดือดมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นของเหลว ด้วยปริมาตรนี้ มีเพียงลูกบอลเท่านั้นที่สามารถมีความหนาผิวขั้นต่ำได้

โลหะเหลว

อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่สารที่มนุษย์คุ้นเคยซึ่งเขาใช้ในชีวิตประจำวันเท่านั้น แต่ยังอยู่ในประเภทของของเหลวอีกด้วย ในบรรดาหมวดหมู่นี้มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันมากมายของระบบธาตุ Mendeleev ปรอทยังเป็นตัวอย่างของวัตถุเหลวอีกด้วย สารนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้า โลหะวิทยา และอุตสาหกรรมเคมี

ปรอทเป็นโลหะมันวาวที่เป็นของเหลวซึ่งระเหยได้ที่ อุณหภูมิห้อง. มันสามารถละลายเงิน ทอง และสังกะสี ทำให้เกิดอะมัลกัมได้ ปรอทเป็นตัวอย่างของวัตถุเหลวที่จัดว่าเป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์ ไอระเหยของมันเป็นพิษและเป็นอันตรายต่อสุขภาพ ตามกฎแล้วผลเสียหายของปรอทจะปรากฏขึ้นหลังจากสัมผัสกับพิษ

โลหะที่เรียกว่าซีเซียมก็เป็นของเหลวเช่นกัน อยู่ในอุณหภูมิห้องแล้วอยู่ในรูปกึ่งของเหลว ซีเซียมดูเหมือนจะเป็นสารสีขาวทอง โลหะนี้มีความคล้ายคลึงกับสีทองเล็กน้อย แต่มีน้ำหนักเบากว่า

กรดกำมะถัน

กรดอนินทรีย์เกือบทั้งหมดเป็นตัวอย่างของของเหลว ตัวอย่างเช่น กรดซัลฟิวริกซึ่งมีลักษณะเป็นของเหลวที่มีน้ำมันหนัก ไม่มีสีหรือกลิ่น เมื่อถูกความร้อนจะกลายเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมาก ในที่เย็น จะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะ เช่น เหล็กและอะลูมิเนียม สารนี้แสดงคุณลักษณะเฉพาะในรูปบริสุทธิ์เท่านั้น กรดซัลฟิวริกเจือจางไม่แสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์

คุณสมบัติ

ของเหลวใดที่มีอยู่นอกเหนือจากที่ระบุไว้? ได้แก่ เลือด น้ำมัน นม น้ำมันแร่ แอลกอฮอล์ คุณสมบัติของสารเหล่านี้ทำให้สารเหล่านี้อยู่ในรูปของภาชนะได้ง่าย เช่นเดียวกับของเหลวอื่นๆ สารเหล่านี้จะไม่สูญเสียปริมาตรหากถูกเทจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่ง คุณสมบัติอื่น ๆ ที่มีอยู่ในสารแต่ละชนิดในสถานะนี้คืออะไร? นักฟิสิกส์ศึกษาวัตถุเหลวและคุณสมบัติของมันเป็นอย่างดี พิจารณาลักษณะสำคัญของพวกเขา

ความลื่นไหล

หนึ่งใน ลักษณะสำคัญของประเภทใดประเภทหนึ่งคือความลื่นไหล คำนี้หมายถึงความสามารถของร่างกายที่จะมีรูปทรงที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะอยู่ภายใต้อิทธิพลภายนอกที่ค่อนข้างอ่อนแอก็ตาม ต้องขอบคุณคุณสมบัตินี้ที่ทำให้ของเหลวแต่ละชนิดสามารถเทลงในไอพ่น ฉีดพ่นบนพื้นผิวโดยรอบด้วยหยด หากวัตถุในหมวดนี้ไม่ใช่ของเหลว จะไม่สามารถเทน้ำจากขวดลงในแก้วได้

ยิ่งกว่านั้นคุณสมบัตินี้แสดงอยู่ในสารต่าง ๆ ถึงระดับที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น น้ำผึ้งเปลี่ยนรูปร่างช้ามากเมื่อเทียบกับน้ำ ลักษณะนี้เรียกว่าความหนืด คุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับ โครงสร้างภายในร่างกายของเหลว ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำผึ้งเป็นเหมือนกิ่งก้านของต้นไม้ ในขณะที่โมเลกุลของน้ำเป็นเหมือนลูกบอลที่มีการกระแทกเล็กๆ เมื่อของเหลวเคลื่อนที่ อนุภาคของน้ำผึ้งดูเหมือนจะ "เกาะติดกัน" ซึ่งเป็นกระบวนการที่ทำให้มีความหนืดมากกว่าของเหลวประเภทอื่น

ประหยัดรูปร่าง

ต้องจำไว้ด้วยว่าไม่ว่าจะพูดถึงตัวอย่างใดของวัตถุเหลว พวกมันเปลี่ยนเฉพาะรูปร่าง แต่ไม่เปลี่ยนปริมาตร หากคุณเทน้ำลงในบีกเกอร์แล้วเทลงในภาชนะอื่น คุณลักษณะนี้จะไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าร่างกายจะอยู่ในรูปของภาชนะใหม่ที่เพิ่งเทลงไปก็ตาม คุณสมบัติของการอนุรักษ์ปริมาตรอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดึงดูดซึ่งกันและกันและแรงผลักกระทำกันระหว่างโมเลกุล ควรสังเกตว่าของเหลวนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะบีบอัดโดยใช้อิทธิพลภายนอกเนื่องจากมักจะอยู่ในรูปของภาชนะ

วัตถุของเหลวและของแข็งต่างกันตรงที่วัตถุหลังไม่เชื่อฟัง จำได้ว่ากฎนี้อธิบายพฤติกรรมของของเหลวและก๊าซทั้งหมด และอยู่ในคุณสมบัติเพื่อถ่ายเทแรงดันที่กระทำต่อพวกมันในทุกทิศทาง อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าของเหลวที่มีความหนืดต่ำกว่าทำได้เร็วกว่าของเหลวที่มีความหนืดมากกว่า ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณกดน้ำหรือแอลกอฮอล์ มันจะกระจายตัวได้เร็วพอ

ความดันของน้ำผึ้งหรือน้ำมันเหลวจะกระจายช้ากว่าซึ่งต่างจากสารเหล่านี้ แต่เท่าๆ กัน ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 สามารถให้ตัวอย่างของเหลวได้โดยไม่ต้องระบุคุณสมบัติ นักเรียนจะต้องมีความรู้รายละเอียดเพิ่มเติมในโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย อย่างไรก็ตาม หากนักเรียนเตรียมเนื้อหาเพิ่มเติม อาจส่งผลให้ได้เกรดที่สูงขึ้นในบทเรียน

ตามกฎแล้วสารในสถานะของเหลวมีการดัดแปลงเพียงครั้งเดียว (ข้อยกเว้นที่สำคัญที่สุดคือของเหลวควอนตัมและผลึกเหลว) ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่ ของเหลวไม่ได้เป็นเพียงสถานะของการรวมตัวเท่านั้น แต่ยังเป็นเฟสทางอุณหพลศาสตร์ด้วย (เฟสของเหลว)

ของเหลวทั้งหมดมักจะถูกแบ่งออกเป็นของเหลวและของผสมบริสุทธิ์ ของเหลวบางชนิดมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับชีวิต เช่น เลือด น้ำทะเล เป็นต้น ของเหลวสามารถทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายได้

คุณสมบัติทางกายภาพของของเหลว

• ความลื่นไหล

ความลื่นไหลเป็นคุณสมบัติหลักของของเหลว หากแรงภายนอกถูกนำไปใช้กับส่วนของของไหลในสภาวะสมดุล การไหลของอนุภาคของของไหลจะเกิดขึ้นในทิศทางที่ใช้แรงนี้ นั่นคือ การไหลของของไหล ดังนั้นภายใต้การกระทำของแรงภายนอกที่ไม่สมดุล ของเหลวจะไม่คงรูปร่างและการจัดเรียงของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นจึงอยู่ในรูปของภาชนะที่มันตั้งอยู่

ของเหลวไม่มีความแข็งแรงในการค้ำยัน ซึ่งแตกต่างจากของแข็งพลาสติก: เพียงพอที่จะใช้แรงภายนอกเล็กน้อยตามอำเภอใจเพื่อทำให้การไหลของของเหลว

• การอนุรักษ์ปริมาณ

คุณสมบัติเฉพาะอย่างหนึ่งของของเหลวคือมีปริมาตรที่แน่นอน (ภายใต้สภาวะภายนอกคงที่) ของเหลวถูกบีบอัดด้วยเครื่องจักรได้ยากมากเพราะไม่เหมือนแก๊สตรงที่มีที่ว่างน้อยมากระหว่างโมเลกุล แรงดันที่กระทำต่อของเหลวที่บรรจุอยู่ในภาชนะจะถูกส่งต่อโดยไม่เปลี่ยนแปลงไปยังแต่ละจุดของปริมาตรของของเหลวนี้ (กฎของปาสกาล ใช้ได้กับแก๊สด้วย) คุณลักษณะนี้ควบคู่ไปกับการบีบอัดที่ต่ำมาก ใช้ในเครื่องจักรไฮดรอลิก

ของเหลวมักจะเพิ่มปริมาตร (ขยายตัว) เมื่อถูกความร้อนและลดลง (หดตัว) เมื่อถูกทำให้เย็นลง อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้น เช่น การบีบอัดน้ำเมื่อถูกความร้อน ที่ความดันปกติและอุณหภูมิตั้งแต่ 0°C ถึงประมาณ 4°C

• ความหนืด

นอกจากนี้ ของเหลว (เช่น แก๊ส) ยังมีความหนืดอีกด้วย มันถูกกำหนดให้เป็นความสามารถในการต้านทานการเคลื่อนไหวของชิ้นส่วนที่สัมพันธ์กับส่วนอื่น - นั่นคือเป็นแรงเสียดทานภายใน

เมื่อชั้นของเหลวที่อยู่ติดกันเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน จะเกิดการชนกันของโมเลกุลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ นอกจากนี้ เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน มีกองกำลังที่ชะลอการเคลื่อนไหวตามคำสั่ง ในกรณีนี้ พลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่แบบมีคำสั่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ซึ่งเป็นพลังงานของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของโมเลกุล

ของเหลวในภาชนะที่เคลื่อนที่และปล่อยไว้กับตัวเองจะค่อยๆ หยุดนิ่ง แต่อุณหภูมิจะสูงขึ้น

• ฟรีการก่อตัวพื้นผิวและความตึงผิว

เนื่องจากการอนุรักษ์ปริมาตร ของเหลวจึงสามารถสร้างพื้นผิวอิสระได้ พื้นผิวดังกล่าวเป็นส่วนต่อประสานเฟสของสารที่กำหนด: ด้านหนึ่งมีเฟสของเหลวอีกด้านหนึ่ง - ก๊าซ (ไอน้ำ) และอาจเป็นก๊าซอื่นเช่นอากาศ

หากเฟสของเหลวและก๊าซของสารเดียวกันสัมผัสกัน แรงจะเกิดขึ้นที่มีแนวโน้มลดพื้นที่ส่วนต่อประสาน - แรงตึงผิว อินเทอร์เฟซมีลักษณะเหมือนเมมเบรนยืดหยุ่นที่มีแนวโน้มหดตัว

แรงตึงผิวสามารถอธิบายได้ด้วยแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของเหลว แต่ละโมเลกุลดึงดูดโมเลกุลอื่น ๆ มีแนวโน้มที่จะ "ล้อมรอบ" ตัวเองกับพวกมันดังนั้นจึงออกจากพื้นผิว ดังนั้นพื้นผิวจึงมีแนวโน้มลดลง

ดังนั้นฟองสบู่และฟองสบู่ในระหว่างการเดือดจึงมีแนวโน้มที่จะมีรูปร่างเป็นทรงกลม: สำหรับปริมาตรที่กำหนด ลูกบอลจะมีพื้นผิวขั้นต่ำ หากแรงตึงผิวกระทำต่อของเหลวเพียงอย่างเดียว มันก็จะเป็นรูปทรงกลม - ตัวอย่างเช่น หยดน้ำในสภาวะไร้น้ำหนัก

วัตถุขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่นของของเหลวสามารถ "ลอย" บนพื้นผิวของของเหลวได้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงจะน้อยกว่าแรงที่ขัดขวางไม่ให้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น (ดูแรงตึงผิว)

• การระเหยและการควบแน่น

• การแพร่กระจาย

เมื่อของเหลวที่ผสมกันได้สองชนิดอยู่ในภาชนะอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน โมเลกุลจะเริ่มค่อยๆ ผ่านส่วนต่อประสาน และทำให้ของเหลวค่อยๆ ผสมกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแพร่กระจาย (เกิดขึ้นในสารในสถานะการรวมตัวอื่น ๆ )

• ความร้อนสูงเกินและอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ

ของเหลวสามารถถูกทำให้ร้อนเหนือจุดเดือดในลักษณะที่ไม่เกิดการเดือด สิ่งนี้ต้องการความร้อนสม่ำเสมอ โดยไม่มีความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญภายในปริมาตร และไม่มีอิทธิพลทางกล เช่น การสั่นสะเทือน หากมีสิ่งใดถูกโยนลงในของเหลวที่มีความร้อนสูงเกินไป มันจะเดือดทันที น้ำร้อนยวดยิ่งเข้าไมโครเวฟได้ง่าย

Subcooling - การทำให้ของเหลวเย็นลงใต้จุดเยือกแข็งโดยไม่เปลี่ยนเป็นสถานะของแข็งของการรวมตัว เช่นเดียวกับความร้อนสูงยิ่งยวด การทำความเย็นย่อยจะต้องไม่มีการสั่นสะเทือนและความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ

• คลื่นความหนาแน่น

แม้ว่าของเหลวจะบีบอัดได้ยากมาก แต่ปริมาตรและความหนาแน่นของของเหลวจะเปลี่ยนไปตามความดันที่เปลี่ยนแปลง มันไม่ได้เกิดขึ้นทันที ดังนั้น หากส่วนใดส่วนหนึ่งถูกบีบอัด การบีบอัดดังกล่าวจะถูกส่งไปยังส่วนอื่นด้วยความล่าช้า ซึ่งหมายความว่าคลื่นยืดหยุ่น โดยเฉพาะคลื่นความหนาแน่น สามารถแพร่กระจายภายในของเหลวได้ นอกจากความหนาแน่นแล้ว ปริมาณทางกายภาพอื่นๆ ยังเปลี่ยนแปลง เช่น อุณหภูมิ

หากระหว่างการแพร่กระจายของคลื่นความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงค่อนข้างน้อย คลื่นดังกล่าวจะเรียกว่าคลื่นเสียงหรือเสียง

หากความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงมากเพียงพอ คลื่นดังกล่าวจะเรียกว่าคลื่นกระแทก คลื่นกระแทกอธิบายโดยสมการอื่น

คลื่นความหนาแน่นในของเหลวมีความยาว นั่นคือ ความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงไปตามทิศทางของการแพร่กระจายคลื่น ไม่มีคลื่นยืดหยุ่นตามขวางในของเหลวเนื่องจากการไม่รักษารูปร่าง

คลื่นยืดหยุ่นในของเหลวสลายตัวไปตามกาลเวลา พลังงานของพวกมันจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน สาเหตุของการทำให้หมาด ๆ คือความหนืด "การดูดซับแบบคลาสสิก" การคลายตัวของโมเลกุลและอื่น ๆ ในกรณีนี้เรียกว่าความหนืดที่สองหรือเป็นกลุ่ม - แรงเสียดทานภายในที่มีการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น จากการลดทอนคลื่นกระแทกจะเปลี่ยนเป็นคลื่นเสียงหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง

คลื่นยืดหยุ่นในของเหลวยังอาจถูกกระเจิงโดยความไม่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนแบบสุ่มของโมเลกุล

• คลื่นบนพื้นผิว

หากพื้นผิวของของเหลวเคลื่อนออกจากตำแหน่งสมดุล จากนั้นภายใต้การกระทำของแรงคืนสภาพ พื้นผิวจะเริ่มเคลื่อนกลับไปยังตำแหน่งสมดุล อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนไหวนี้ไม่ได้หยุด แต่จะเปลี่ยนเป็นการสั่นใกล้กับตำแหน่งสมดุลและกระจายไปยังบริเวณอื่น นี่คือลักษณะที่คลื่นปรากฏบนพื้นผิวของของเหลว

หากแรงฟื้นฟูส่วนใหญ่เป็นแรงโน้มถ่วง คลื่นดังกล่าวจะเรียกว่าคลื่นโน้มถ่วง (เพื่อไม่ให้สับสนกับคลื่นแรงโน้มถ่วง) คลื่นความโน้มถ่วงในน้ำสามารถมองเห็นได้ทุกที่

หากแรงคืนสภาพส่วนใหญ่เป็นแรงตึงผิว คลื่นดังกล่าวจะเรียกว่าเส้นเลือดฝอย

หากแรงเหล่านี้เปรียบเทียบกันได้ คลื่นดังกล่าวจะเรียกว่าคลื่นแรงโน้มถ่วงของเส้นเลือดฝอย

คลื่นบนพื้นผิวของของเหลวถูกทำให้ชื้นโดยความหนืดและปัจจัยอื่นๆ

• อยู่ร่วมกับระยะอื่นๆ

พูดอย่างเป็นทางการ เพื่อการคงอยู่ร่วมกันของเฟสของเหลวกับเฟสอื่นของสารเดียวกัน - ก๊าซหรือผลึก - จำเป็นต้องมีเงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ดังนั้น ที่ความดันที่กำหนด จำเป็นต้องมีอุณหภูมิที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด อย่างไรก็ตาม ในธรรมชาติและเทคโนโลยี ของเหลวทุกหนทุกแห่งจะอยู่ร่วมกับไอน้ำหรือในสถานะการรวมตัวของของแข็ง เช่น น้ำที่มีไอน้ำและมักมีน้ำแข็ง (หากเราพิจารณาว่าไอน้ำเป็นเฟสที่แยกจากกันพร้อมกับอากาศ) เนื่องจากสาเหตุดังต่อไปนี้

สถานะไม่สมดุล ของเหลวต้องใช้เวลาระเหยจนกว่าของเหลวจะระเหยจนหมด จึงอยู่ร่วมกับไอ โดยธรรมชาติแล้วน้ำจะระเหยตลอดเวลารวมถึงกระบวนการย้อนกลับ - การควบแน่น

ปริมาณปิด ของเหลวในภาชนะปิดเริ่มระเหย แต่เนื่องจากปริมาตรมีจำกัด ความดันไอจึงสูงขึ้น มันจึงอิ่มตัวก่อนที่ของเหลวจะระเหยหมด ถ้าปริมาณมากเพียงพอ เมื่อถึงสถานะอิ่มตัว ปริมาณของของเหลวที่ระเหยจะเท่ากับปริมาณของของเหลวที่ควบแน่น ระบบจะเข้าสู่สภาวะสมดุล ดังนั้นในปริมาณที่จำกัด สามารถกำหนดเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการอยู่ร่วมกันอย่างสมดุลของของเหลวและไอระเหยได้

การปรากฏตัวของชั้นบรรยากาศในสภาวะแรงโน้มถ่วงของโลก ความดันบรรยากาศกระทำต่อของเหลว (อากาศและไอน้ำ) ในขณะที่ไอน้ำ จะต้องคำนึงถึงความดันเพียงบางส่วนเท่านั้น ดังนั้นของเหลวและไอระเหยที่อยู่เหนือพื้นผิวจึงสัมพันธ์กับ จุดต่างๆบนแผนภาพเฟส ในพื้นที่มีอยู่ของเฟสของเหลว และในพื้นที่มีอยู่ของก๊าซ ตามลำดับ การดำเนินการนี้ไม่ได้ยกเลิกการระเหย แต่การระเหยต้องใช้เวลาในระหว่างที่ทั้งสองเฟสอยู่ร่วมกัน หากไม่มีเงื่อนไขนี้ ของเหลวจะเดือดและระเหยเร็วมาก

ทฤษฎี

กลศาสตร์

การศึกษาการเคลื่อนไหวและความสมดุลทางกลของของเหลวและก๊าซและปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันและกับวัตถุที่เป็นของแข็งเป็นเรื่องของกลศาสตร์ - ไฮโดรแอโรเมคานิกส์ (มักเรียกว่าอุทกพลศาสตร์) กลศาสตร์ของไหลเป็นส่วนหนึ่งของสาขากลศาสตร์ทั่วไป กลศาสตร์ต่อเนื่อง

กลศาสตร์ของไหลเป็นสาขาหนึ่งของกลศาสตร์ของไหลที่เกี่ยวข้องกับของไหลที่ไม่สามารถบีบอัดได้ เนื่องจากความสามารถในการอัดของของเหลวมีขนาดเล็กมาก ในหลายกรณีจึงสามารถละเลยได้ พลวัตของแก๊สมีไว้สำหรับการศึกษาของเหลวและก๊าซที่อัดได้

Hydromechanics แบ่งออกเป็น hydrostatics ซึ่งศึกษาความสมดุลของของไหลที่ไม่สามารถบีบอัดได้ และ hydrodynamics (ในความหมายที่แคบ) ซึ่งศึกษาการเคลื่อนที่ของพวกมัน

การเคลื่อนที่ของของไหลที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและของไหลแม่เหล็กได้รับการศึกษาในวิชาแมกนีโตไฮโดรไดนามิกส์ ระบบไฮดรอลิกส์ใช้เพื่อแก้ปัญหาการใช้งาน

กฎพื้นฐานของไฮโดรสแตติกคือกฎของปาสกาล

2. ของเหลวจากโมเลกุลไดอะตอมมิกประกอบด้วยอะตอมที่เหมือนกัน (ไฮโดรเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว) โมเลกุลดังกล่าวมีโมเมนต์สี่เท่า

4. ของเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลมีขั้วจับกันด้วยปฏิกิริยาไดโพลกับไดโพล (ไฮโดรเจนโบรไมด์เหลว)

5. ของเหลวที่เกี่ยวข้องหรือของเหลวที่มีพันธะไฮโดรเจน (น้ำ กลีเซอรีน)

6. ของเหลวที่ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งจำเป็นต้องมีระดับความอิสระภายใน

ของเหลวของสองกลุ่มแรก (บางครั้งสาม) มักเรียกว่าง่าย ของเหลวธรรมดาได้รับการศึกษาได้ดีกว่าของเหลวอื่น ๆ ของเหลวที่ซับซ้อนได้รับการศึกษามาอย่างดีที่สุด การจำแนกประเภทนี้ไม่รวมถึงของเหลวควอนตัมและผลึกเหลว ซึ่งเป็นกรณีพิเศษและต้องพิจารณาแยกกัน

ทฤษฎีทางสถิติ

โครงสร้างและคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของของเหลวได้รับการศึกษาอย่างประสบความสำเร็จมากที่สุดโดยใช้สมการเพอร์คัส-เยวิค

หากเราใช้แบบจำลองของลูกบอลทึบ กล่าวคือ ให้ถือว่าโมเลกุลของของเหลวเป็นลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง dจากนั้นสามารถแก้สมการเพอร์คัส-เยวิคเชิงวิเคราะห์และหาสมการสถานะของของเหลวได้:

ที่ไหน น- จำนวนอนุภาคต่อหน่วยปริมาตร คือความหนาแน่นไร้มิติ ที่ความหนาแน่นต่ำ สมการนี้จะกลายเป็นสมการก๊าซในอุดมคติของสถานะ: . สำหรับความหนาแน่นสูงมาก จะได้สมการสถานะสำหรับของไหลอัดตัวไม่ได้:

แบบจำลองลูกบอลแข็งไม่ได้คำนึงถึงแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ดังนั้นจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนระหว่างของเหลวและก๊าซเมื่อสภาวะภายนอกเปลี่ยนแปลง

หากคุณต้องการผลลัพธ์ที่แม่นยำกว่านี้ คำอธิบายที่ดีที่สุดโครงสร้างและคุณสมบัติของของไหลทำได้โดยทฤษฎีการรบกวน ในกรณีนี้ แบบจำลองลูกบอลแข็งถือเป็นค่าประมาณที่ศูนย์ และแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลถือเป็นการรบกวนและทำการแก้ไข

ทฤษฎีคลัสเตอร์

หนึ่งในทฤษฎีสมัยใหม่คือ "ทฤษฎีคลัสเตอร์". มีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าของเหลวถูกแสดงเป็นส่วนผสมของของแข็งและก๊าซ ในกรณีนี้ อนุภาคของเฟสของแข็ง (คริสตัลที่เคลื่อนที่ในระยะทางสั้น ๆ) จะอยู่ในเมฆก๊าซก่อตัวขึ้น โครงสร้างคลัสเตอร์. พลังงานอนุภาคสอดคล้องกับการกระจายของ Boltzmann ในขณะที่พลังงานเฉลี่ยของระบบยังคงที่ (ภายใต้เงื่อนไขของการแยก) อนุภาคที่ช้าชนกับกระจุกและกลายเป็นส่วนหนึ่งของพวกมัน ดังนั้น การกำหนดค่าของคลัสเตอร์จึงเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ระบบอยู่ในสภาวะสมดุลไดนามิก เมื่อสร้างอิทธิพลภายนอกระบบจะทำงานตามหลักการ Le Chatelier ดังนั้นจึงง่ายต่อการอธิบายการเปลี่ยนแปลงเฟส:

• เมื่อถูกความร้อนระบบจะค่อยๆ กลายเป็นก๊าซ (เดือด)
• เมื่อเย็นลงระบบจะค่อยๆกลายเป็นตัวแข็ง (เยือกแข็ง)

วิธีการศึกษาเชิงทดลอง

ศึกษาโครงสร้างของของเหลวโดยใช้การวิเคราะห์โครงสร้างด้วยเอ็กซ์เรย์ การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน และวิธีการเลี้ยวเบนนิวตรอน

ดูสิ่งนี้ด้วย

• คุณสมบัติของชั้นผิวของของเหลว

ลิงค์

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

ดูว่า "ของเหลว" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

ของเหลว- ของเหลวด้วยกายภาพ จากมุมมอง สารสามารถถือเป็นของเหลว โมเลกุลของซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายเมื่อเทียบกับแต่ละอื่น ๆ และการใช้กำลังสำหรับการเคลื่อนไหวนี้เล็กน้อย Zh. มีบทบาทสำคัญใน biol ปรากฏการณ์ เมื่อ... สารานุกรมทางการแพทย์ขนาดใหญ่

ร่างกายมีลักษณะเช่นเดียวกับก๊าซ โดยความสามารถในการไหล (ดู ความหนืด) การเคลื่อนที่แบบพิเศษของอนุภาค และในขณะเดียวกันก็มีปริมาตรจำกัดโดยพื้นผิวของร่างกายเอง คุณสมบัติหลังทำให้ของเหลวเข้าใกล้ของแข็งมากขึ้น ปริมาณ … พจนานุกรมสารานุกรมเอฟเอ Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

ในสถานะการรวมตัวแบบควบแน่น อยู่ตรงกลางระหว่างของแข็งและก๊าซ In in อยู่ในสภาวะมีชีวิตที่แรงกดดันมากกว่าความกดดันที่จุดสามจุด และที่อัตรา pax สรุปได้ว่า ในช่วงตั้งแต่อุณหภูมิการตกผลึกจนถึงอุณหภูมิ ... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

ของเหลว- สารในสถานะการรวมตัวแบบย่อ ตัวกลางระหว่างของแข็ง (การรักษาปริมาตร ความต้านทานแรงดึง) และก๊าซ (ความแปรปรวนของรูปร่าง) ของเหลวมีลักษณะเป็นลำดับระยะสั้นในการจัดเรียงอนุภาค (โมเลกุล อะตอม) เช่น ... ... จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่

ของเหลว- สารที่มีความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิ 25°C และความดัน 101.3 kPa น้อยกว่า 101.3 kPa ของเหลวยังรวมถึงสารหลอมเหลวที่เป็นของแข็ง ซึ่งมีจุดหลอมเหลวหรือจุดหยดตัวที่น้อยกว่า 50°C GOST 12.1.044 89 ... การรักษาความปลอดภัยที่ครอบคลุมและการป้องกันการก่อการร้ายของอาคารและโครงสร้าง