Один из основных агрегатных состояний вещества наравне с газом и твердым телом.
Отличительным свойством жидкого состояния является поверхностное натяжение, приводящее к явлениям смачивания.
Особенности жидкостей
С одной стороны, жидкость подобно газам не имеет собственной формы, а принимает форму сосуда, характеризуется текучестью и вязкостью. При критической температуре и давлении разница между жидкостью и газом вообще исчезает (см. сатью Критическое состояние).
Уравнение Ван-дер-Ваальса для реальных газов в первом приближении можно применить также к жидкостям.
С другой стороны, по некоторым характеристикам жидкость близка к твердым телам. Близки значения плотностей веществ в жидком и твердом состояниях, мало отличаются значения их теплоемкостей; одинаков порядок коэффициентов объемного сжатия. Подобно твердым телам жидкость проявляет прочность на разрыв, может находиться в растянутом состоянии.
К чему ближе жидкость по своим свойствам – к газу или твердому телу – зависит от ее температуры и давления.
В условиях, близких к кристаллизации вещества, жидкость больше приближается к твердому телу, а с повышением температуры – к газу.
Основным отличием жидкости от газа является сохранение её объема, отличием от твердого тела – ее текучесть.
Структура жидкости
Как известно, в газах движения и размещения молекул хаотичны и беспорядочны. Атомы или молекулы твердого тела в отличие от газов группируются между собой и образуют ячейку кристалла, которая по строгой системе повторяется по всей массе твердого тела. Говорят, что в твердом теле существует дальний порядок молекул.
Очевидно, что жидкость, как промежуточное состояние между газом и твердым телом, в своей структуре в определенной степени отражает и беспорядочность и порядок во множественном числе молекул.
Анализ опытных данных позволяет утверждать, что в жидкостях существует ближний порядок молекул, то есть порядок только в первых координационных сферах различных группировок молекул.
Действительно, в результате плавления кристаллического вещества его объем изменяется незначительно. Если, например, для меди в твердом состоянии на свободное пространство, не занятой атомами, приходится 26% всего объема кристалла, то после плавления этот свободный объем увеличивается всего на 3%. В то же время не могут произойти большие изменения во взаимодействиях атомов и их размещении. К тому же близкие значения теплоемкостей вещества в твердом и жидком состояниях тоже указывают на подобный характер движений их частиц.
Другая картина возникает тогда, когда вещество переходит из жидкого состояния в пар (при температуре, значительно ниже критической). Объем вещества при этом значительно увеличивается. Например, удельный объем водяного пара в 1650 раз больше удельного объема жидкости. К тому же теплота парообразования в десятки раз превышает теплоту плавления.
Сравнение этих характеристик процесса перехода жидкости в пар – в состояние полного разделения молекул – с характеристиками плавления еще более убеждает в том, что жидкость должна сохранять «следы» кристалла.
Итак, в отдельных микрообъёмах жидкости, то есть, в пределах первых координационных сфер определенное количество молекул сохраняет порядок, а за пределами этих сфер происходят беспорядочные изменения в расположении молекул.
Поэтому центры масс координационных сфер хаотически смещаются в объеме. Таким образом, жидкостям присущи как порядок, так и беспорядочность в размещении молекул.
Нужна работа по низкой цене? У нас вы можете заказать статью по физике недорого!
Комментарии