Në jetën e përditshme, ne vazhdimisht hasim tre gjendje të materies - të lëngëta, të gazta dhe të ngurta. Ne kemi një ide mjaft të qartë se çfarë janë trupat e ngurtë dhe gazrat. Një gaz është një koleksion molekulash që lëvizin rastësisht në të gjitha drejtimet. Të gjitha molekulat e një trupi të ngurtë ruajnë rregullimin e tyre të ndërsjellë. Ata vetëm lëkunden pak.
Veçoritë e një substance të lëngshme
Dhe çfarë janë substancat e lëngshme? Karakteristika e tyre kryesore është se, duke zënë një pozicion të ndërmjetëm midis kristaleve dhe gazeve, ato kombinojnë disa veti të këtyre dy gjendjeve. Për shembull, për lëngjet, si dhe për trupat e ngurtë (kristalorë), prania e vëllimit është karakteristike. Megjithatë, në të njëjtën kohë, substancat e lëngshme, si gazrat, marrin formën e enës në të cilën ndodhen. Shumë prej nesh besojnë se ato nuk kanë formën e tyre. Megjithatë, nuk është kështu. Forma natyrale e çdo lëngu -topin. Graviteti zakonisht e pengon atë të marrë këtë formë, kështu që lëngu ose merr formën e një ene ose përhapet hollësisht mbi sipërfaqe.
Për sa i përket vetive të saj, gjendja e lëngshme e një lënde është veçanërisht komplekse, për shkak të pozicionit të saj të ndërmjetëm. Filloi të studiohej që në kohën e Arkimedit (2200 vjet më parë). Megjithatë, analiza se si sillen molekulat e një lënde të lëngshme është ende një nga fushat më të vështira të shkencës së aplikuar. Ende nuk ka një teori përgjithësisht të pranuar dhe plotësisht të plotë të lëngjeve. Megjithatë, mund të themi diçka në lidhje me sjelljen e tyre plotësisht.
Sjellja e molekulave në një lëng
Një lëng është diçka që mund të rrjedhë. Rendi me rreze të shkurtër vihet re në renditjen e grimcave të tij. Kjo do të thotë se është renditur vendndodhja e fqinjëve më të afërt me të, në lidhje me çdo grimcë. Megjithatë, ndërsa ajo largohet nga të tjerët, pozicioni i saj në raport me ta bëhet gjithnjë e më pak i rregulluar dhe më pas rendi zhduket fare. Substancat e lëngshme përbëhen nga molekula që lëvizin shumë më lirshëm sesa në trupat e ngurtë (dhe edhe më lirshëm në gaze). Për një kohë të caktuar, secili prej tyre nxiton së pari në një drejtim, pastaj në tjetrin, pa u larguar nga fqinjët e tij. Megjithatë, një molekulë e lëngshme shpërthen herë pas here nga mjedisi. Ajo shkon në një vend të ri duke u zhvendosur në një vend tjetër. Këtu përsëri, për një kohë të caktuar, ajo bën lëvizje të ngjashme me lëkundjet.
Y. I. Kontributi i Frenkel në studimin e lëngjeve
I. I. Frenkel, një shkencëtar sovjetik, ka meritë të madhe në zhvillimin e një numri tëprobleme në një temë të tillë si substancat e lëngëta. Kimia përparoi shumë falë zbulimeve të tij. Ai besonte se lëvizja termike në lëngje ka karakterin e mëposhtëm. Për një kohë të caktuar, çdo molekulë lëkundet rreth pozicionit të ekuilibrit. Megjithatë, ai ndryshon vendin e tij herë pas here, duke lëvizur befas në një pozicion të ri, i cili ndahet nga ai i mëparshmi me një distancë që është afërsisht sa madhësia e vetë kësaj molekule. Me fjalë të tjera, brenda lëngut molekulat lëvizin, por ngadalë. Një pjesë të kohës ata qëndrojnë pranë vendeve të caktuara. Rrjedhimisht, lëvizja e tyre është diçka si një përzierje lëvizjesh në gaz dhe në trupin e ngurtë. Luhatjet në një vend pas një kohe zëvendësohen nga një kalim i lirë nga një vend në tjetrin.
Presion në lëng
Disa veti të lëndës së lëngët janë të njohura për ne për shkak të ndërveprimit të vazhdueshëm me to. Pra, nga përvoja e jetës së përditshme, ne e dimë se ai vepron në sipërfaqen e trupave të ngurtë që vijnë në kontakt me të, me forca të caktuara. Ato quhen forca të presionit të lëngjeve.
Për shembull, kur hapim një rubinet uji me gisht dhe hapim ujin, ndiejmë se si ai shtyp gishtin. Dhe një notar që është zhytur në thellësi të mëdha nuk përjeton rastësisht dhimbje në veshët e tij. Shpjegohet me faktin se forcat e presionit veprojnë në daulle të veshit. Uji është një substancë e lëngshme, kështu që ka të gjitha vetitë e tij. Për të matur temperaturën e ujit në thellësi të detit, shumë e fortëtermometra që të mos mund të shtypen nga presioni i lëngut.
Ky presion është për shkak të ngjeshjes, domethënë një ndryshim në vëllimin e lëngut. Ajo ka elasticitet në lidhje me këtë ndryshim. Forcat e presionit janë forcat e elasticitetit. Prandaj, nëse një lëng vepron në trupat në kontakt me të, atëherë ai ngjesh. Meqenëse dendësia e një lënde rritet gjatë ngjeshjes, mund të supozojmë se lëngjet kanë elasticitet në lidhje me një ndryshim në densitet.
Avullim
Duke vazhduar të shqyrtojmë vetitë e një lënde të lëngshme, ne i drejtohemi avullimit. Pranë sipërfaqes së saj, si dhe drejtpërdrejt në shtresën sipërfaqësore, veprojnë forca që sigurojnë vetë ekzistencën e kësaj shtrese. Ata nuk lejojnë që molekulat në të të largohen nga vëllimi i lëngut. Megjithatë, për shkak të lëvizjes termike, disa prej tyre zhvillojnë shpejtësi mjaft të larta, me ndihmën e të cilave bëhet e mundur të kapërcehen këto forca dhe të largohen nga lëngu. Ne e quajmë këtë fenomen avullim. Mund të vërehet në çdo temperaturë të ajrit, por me rritjen e tij rritet edhe intensiteti i avullimit.
kondensim
Nëse molekulat që kanë lënë lëngun hiqen nga hapësira afër sipërfaqes së tij, atëherë e gjithë ajo përfundimisht avullon. Nëse molekulat që e lanë nuk hiqen, ato formojnë avull. Molekulat e avullit që kanë rënë në rajonin afër sipërfaqes së lëngut tërhiqen në të nga forcat e tërheqjes. Ky proces quhet kondensim.
Prandaj,nëse molekulat nuk hiqen, shpejtësia e avullimit zvogëlohet me kalimin e kohës. Nëse densiteti i avullit rritet më tej, arrihet një situatë në të cilën numri i molekulave që largohen nga lëngu në një kohë të caktuar do të jetë i barabartë me numrin e molekulave që kthehen në të në të njëjtën kohë. Kjo krijon një gjendje ekuilibri dinamik. Avulli në të quhet i ngopur. Presioni dhe dendësia e tij rriten me rritjen e temperaturës. Sa më i lartë të jetë, aq më i madh është numri i molekulave të lëngshme që kanë energji të mjaftueshme për avullim dhe aq më i madh duhet të jetë densiteti i avullit në mënyrë që kondensimi të jetë i barabartë me avullimin.
Vlim
Kur, në procesin e ngrohjes së substancave të lëngshme, arrihet një temperaturë në të cilën avujt e ngopur kanë të njëjtin presion si mjedisi i jashtëm, vendoset një ekuilibër midis avullit të ngopur dhe lëngut. Nëse lëngu jep një sasi shtesë nxehtësie, masa përkatëse e lëngut shndërrohet menjëherë në avull. Ky proces quhet zierje.
Vlimi është avullimi intensiv i një lëngu. Ndodh jo vetëm nga sipërfaqja, por ka të bëjë me të gjithë vëllimin e saj. Flluskat e avullit shfaqen brenda lëngut. Në mënyrë që të kalojnë në avull nga një lëng, molekulat duhet të marrin energji. Është e nevojshme për të kapërcyer forcat tërheqëse që i mbajnë ato në lëng.
Pika e vlimit
Pika e vlimit është ajo në të cilënekziston një barazi e dy presioneve - avujve të jashtëm dhe të ngopur. Ajo rritet me rritjen e presionit dhe zvogëlohet me uljen e presionit. Për shkak të faktit se presioni në lëng ndryshon me lartësinë e kolonës, zierja në të ndodh në nivele të ndryshme në temperatura të ndryshme. Vetëm avulli i ngopur, i cili është mbi sipërfaqen e lëngut gjatë procesit të vlimit, ka një temperaturë të caktuar. Përcaktohet vetëm nga presioni i jashtëm. Kjo është ajo që nënkuptojmë kur flasim për pikën e vlimit. Ai ndryshon për lëngje të ndryshme, gjë që përdoret gjerësisht në inxhinieri, veçanërisht gjatë distilimit të produkteve të naftës.
Nxehtësia latente e avullimit është sasia e nxehtësisë që kërkohet për të kthyer një sasi lëngu të përcaktuar izotermikisht në avull nëse presioni i jashtëm është i njëjtë me presionin e avullit të ngopur.
Vetitë e filmave të lëngshëm
Të gjithë e dimë se si të marrim shkumë duke tretur sapunin në ujë. Kjo nuk është gjë tjetër veçse shumë flluska, të cilat kufizohen nga filmi më i hollë i përbërë nga lëngu. Megjithatë, një film i veçantë mund të merret gjithashtu nga lëngu shkumës. Karakteristikat e tij janë shumë interesante. Këto filma mund të jenë shumë të hollë: trashësia e tyre në pjesët më të holla nuk i kalon njëqind e njëmijtën e milimetrit. Sidoqoftë, ato ndonjëherë janë shumë të qëndrueshme, pavarësisht kësaj. Filmi i sapunit mund t'i nënshtrohet deformimit dhe shtrirjes, një avion uji mund të kalojë përmes tij pa e shkatërruar atë. Si të shpjegohet një stabilitet i tillë? Në mënyrë që një film të shfaqet, është e nevojshme të shtoni substanca që treten në të në një lëng të pastër. Por jo ndonjë, por e tillë,të cilat ulin ndjeshëm tensionin sipërfaqësor.
Filma të lëngshëm në natyrë dhe teknologji
Në teknologji dhe natyrë, ne takohemi kryesisht jo me filma individualë, por me shkumë, që është kombinimi i tyre. Shpesh mund të vërehet në përrenj, ku përrenj të vegjël bien në ujë të qetë. Aftësia e ujit për të shkumëzuar në këtë rast lidhet me praninë e lëndës organike në të, e cila sekretohet nga rrënjët e bimëve. Ky është një shembull se si shkumojnë substancat e lëngëta natyrore. Por çfarë ndodh me teknologjinë? Gjatë ndërtimit, për shembull, përdoren materiale të veçanta që kanë një strukturë qelizore që i ngjan shkumës. Ato janë të lehta, të lira, mjaft të forta, përçojnë dobët zërin dhe nxehtësinë. Për t'i marrë ato, agjentët shkumëzues u shtohen solucioneve speciale.
Përfundim
Pra, ne mësuam se cilat substanca janë të lëngshme, zbuluam se lëngu është një gjendje e ndërmjetme e materies midis të gaztë dhe të ngurtë. Prandaj, ajo ka veti karakteristike për të dyja. Kristalet e lëngëta, të cilat përdoren gjerësisht sot në teknologji dhe industri (për shembull, ekranet me kristal të lëngshëm) janë një shembull kryesor i kësaj gjendjeje të materies. Ato kombinojnë vetitë e lëndëve të ngurta dhe të lëngshme. Është e vështirë të imagjinohet se cilat substanca të lëngshme do të shpikë shkenca në të ardhmen. Megjithatë, është e qartë se ka potencial të madh në këtë gjendje të materies që mund të përdoret për të mirën e njerëzimit.
Interes i veçantë në shqyrtimin e proceseve fizike dhe kimike që ndodhinnë gjendje të lëngshme, për faktin se vetë personi përbëhet 90% nga uji, i cili është lëngu më i zakonshëm në Tokë. Është në të që të gjitha proceset jetësore zhvillohen si në botën bimore ashtu edhe në atë shtazore. Prandaj, është e rëndësishme që të gjithë ne të studiojmë gjendjen e lëngshme të materies.
