Inajulikana kuwa kila kitu kinachomzunguka mtu, pamoja na yeye mwenyewe, ni miili inayojumuisha vitu. Hizo, kwa upande wake, zimejengwa kutoka kwa molekuli, za mwisho kutoka kwa atomi, na zinatoka kwa miundo ndogo zaidi. Hata hivyo, tofauti zinazozunguka ni kubwa sana kwamba ni vigumu kufikiria hata aina fulani ya kawaida. Na kuna. Misombo ina idadi katika mamilioni, kila moja yao ni ya kipekee katika mali, muundo na jukumu. Kwa jumla, hali kadhaa za awamu zinatofautishwa, kulingana na ambayo dutu zote zinaweza kuunganishwa.
Hali za mambo
Kuna chaguo nne za hali ya jumla ya michanganyiko.
- Gesi.
- Mango.
- Vimiminika.
- Plasma ni gesi zenye ioni adimu sana.
Katika makala haya tutazingatia sifa za kimiminika, vipengele vyake vya kimuundo na vigezo vinavyowezekana vya utendakazi.
Uainishaji wa miili ya kioevu
Mgawanyiko huu unatokana na sifa za kimiminika, muundo wake na muundo wa kemikali, pamoja na aina za mwingiliano kati ya chembe zinazounda mchanganyiko.
- Vimiminika kama hivyo ambavyo vinajumuisha atomi zilizounganishwa pamoja na nguvu za Van der Waals. Mifano ni gesi za kimiminiko (argon, methane na nyinginezo).
- Vitu vinavyojumuisha atomi mbili zinazofanana. Mifano: gesi kimiminika - hidrojeni, nitrojeni, oksijeni na nyinginezo.
- Madini ya kioevu - zebaki.
- Nyenzo zinazojumuisha vipengee vilivyounganishwa na dhamana shirikishi za polar. Mifano: kloridi hidrojeni, iodidi hidrojeni, sulfidi hidrojeni na nyinginezo.
- Michanganyiko ambamo bondi za hidrojeni zipo. Mifano: maji, alkoholi, amonia katika suluhu.
Pia kuna miundo maalum - kama vile fuwele za kioevu, vimiminiko visivyo vya Newtonian, ambavyo vina sifa maalum.
Tutazingatia sifa za kimsingi za kioevu ambacho hukitofautisha na majimbo mengine yote ya mkusanyiko. Kwanza kabisa, hizi ni zile ambazo kwa kawaida huitwa kimwili.
Sifa za vimiminika: umbo na ujazo
Kwa jumla, takriban sifa 15 zinaweza kutofautishwa zinazotuwezesha kueleza dutu inayohusika ni nini na thamani na vipengele vyake ni nini.
Sifa za kimaumbile za kwanza kabisa za kimiminika zinazokuja akilini unapotaja hali hii ya mkusanyiko ni uwezo wa kubadilisha umbo na kuchukua ujazo fulani. Kwa hiyo, kwa mfano, ikiwa tunazungumzia kuhusu fomu ya vitu vya kioevu, basi inakubaliwa kwa ujumla kuzingatia kuwa haipo. Hata hivyo, hii sivyo.
Chini ya kitendo cha nguvu inayojulikana ya uvutano, matone ya maada hupitia mgeuko fulani, kwa hivyo umbo lake huvunjika na kuwa kwa muda usiojulikana. Walakini, ikiwa utaweka tone katika hali ambayo mvuto haufanyiau mdogo sana, basi itachukua sura bora ya mpira. Kwa hivyo, kwa kuzingatia kazi: "Taja sifa za kioevu," mtu anayejiona kuwa mjuzi wa fizikia anapaswa kutaja ukweli huu.
Kuhusu kiasi, hapa tunapaswa kuzingatia sifa za jumla za gesi na vimiminiko. Zote mbili zina uwezo wa kuchukua nafasi nzima ambamo zimo, zimezuiliwa tu na kuta za chombo.
Mnato
Tabia za kimaumbile za vimiminika ni tofauti sana. Lakini mmoja wao ni wa kipekee, kama vile mnato. Ni nini na inafafanuliwaje? Vigezo kuu ambavyo thamani inayozingatiwa inategemea ni:
- msongo wa mawazo;
- gradient kasi inayosonga.
Mtegemezi wa thamani zilizoonyeshwa ni mstari. Ikiwa tunaelezea kwa maneno rahisi, basi mnato, kama kiasi, ni mali kama ya kioevu na gesi ambayo ni ya kawaida kwao na ina maana ya harakati isiyo na kikomo, bila kujali nguvu za nje za ushawishi. Yaani maji yakitoka kwenye chombo, yataendelea kufanya hivyo chini ya ushawishi wowote (mvuto, msuguano, na vigezo vingine).
Hii ni tofauti na maji yasiyo ya Newtonian, ambayo yana mnato zaidi na yanaweza kuacha matundu nyuma yake ambayo yanajaa baada ya muda.
Kiashiria hiki kitategemea nini?
- Kutoka kwa halijoto. Kwa kuongezeka kwa joto, mnato wa vinywaji vingine huongezeka, wakati wengine, kinyume chake,hupungua. Inategemea kiwanja maalum na muundo wake wa kemikali.
- Kutoka kwa shinikizo. Ongezeko husababisha kuongezeka kwa faharasa ya mnato.
- Kutoka kwa muundo wa kemikali wa maada. Mnato hubadilika katika uwepo wa uchafu na viambajengo vya kigeni katika sampuli ya dutu safi.
Uwezo wa joto
Neno hili linarejelea uwezo wa dutu kufyonza kiasi fulani cha joto ili kuongeza halijoto yake yenyewe kwa digrii moja ya Selsiasi. Kuna viunganisho tofauti vya kiashiria hiki. Baadhi zina zaidi, nyingine uwezo mdogo wa kuongeza joto.
Kwa hivyo, kwa mfano, maji ni kikusanya joto kizuri sana, ambayo huruhusu kutumika sana kwa mifumo ya kupasha joto, kupikia na mahitaji mengine. Kwa ujumla, faharasa ya uwezo wa joto ni ya mtu binafsi kabisa kwa kila kioevu mahususi.
Mvutano wa uso
Mara nyingi, baada ya kupokea kazi: "Taja sifa za vimiminiko," mara moja wanakumbuka mvutano wa uso. Baada ya yote, watoto huletwa kwake katika masomo ya fizikia, kemia na biolojia. Na kila kipengee kinaelezea kigezo hiki muhimu kutoka kwa upande wake.
Ufafanuzi wa kitamaduni wa mvutano wa uso ni ufuatao: ni mpaka wa awamu. Hiyo ni, wakati ambapo kioevu kimechukua kiasi fulani, inapakana nje na kati ya gesi - hewa, mvuke au dutu nyingine. Kwa hivyo, utengano wa awamu hutokea wakati wa mgusano.
Wakati huohuo, molekuli huwa na tabia ya kujizunguka kwa chembe nyingi iwezekanavyo na hivyo kusababisha, kana kwamba, hadikukandamiza maji kwa ujumla. Kwa hiyo, uso unaonekana kunyoosha. Mali sawa inaweza pia kuelezea sura ya spherical ya matone ya kioevu kwa kutokuwepo kwa mvuto. Baada ya yote, ni fomu hii ambayo ni bora kutoka kwa mtazamo wa nishati ya molekuli. Mifano:
- vipovu vya sabuni;
- maji yanayochemka;
- kioevu hupungua katika kutokuwa na uzito.
Baadhi ya wadudu wamezoea "kutembea" juu ya uso wa maji kwa usahihi kutokana na mvutano wa uso. Mifano: wadudu wanaotembea majini, ndege wa majini, baadhi ya wadudu.
Rangi
Kuna sifa za kawaida za vimiminika na vitu vikali. Mmoja wao ni fluidity. Tofauti nzima ni kwamba kwa wa kwanza haina ukomo. Nini kiini cha kigezo hiki?
Ikiwa unatumia nguvu ya nje kwa mwili wa kioevu, itagawanyika katika sehemu na kuzitenganisha kutoka kwa kila mmoja, yaani, itapita. Katika kesi hii, kila sehemu itajaza tena kiasi kizima cha chombo. Kwa yabisi, sifa hii ni ndogo na inategemea hali ya nje.
Utegemezi wa mali kwenye halijoto
Hivi ni pamoja na vigezo vitatu vinavyobainisha dutu tunazozingatia:
- joto kupita kiasi;
- kupoa;
- inachemka.
Sifa kama hizi za vimiminika kama vile joto kali na hypothermia zinahusiana moja kwa moja na sehemu muhimu za kuchemka na kuganda (pointi), mtawalia. Kioevu kilichopashwa joto kupita kiasi ni kioevu ambacho kimeshinda kizingiti cha sehemu muhimu ya kupokanzwa kinapokabiliwa na halijoto, lakini hakijaonyesha dalili za nje za kuchemka.
Iliyopoa sana, mtawalia, iliitwakioevu ambacho kimepitisha kizingiti cha hatua muhimu ya mpito hadi awamu nyingine chini ya ushawishi wa joto la chini, lakini hakijawa kigumu.
Katika kesi ya kwanza na ya pili, kuna masharti ya udhihirisho wa sifa kama hizo.
- Hakuna athari za kiufundi kwenye mfumo (mwendo, mtetemo).
- joto sawa, bila kuruka na kushuka ghafla.
Ukweli wa kuvutia ni kwamba ukitupa kitu kigeni kwenye kioevu chenye joto kali (kwa mfano, maji), kitachemka papo hapo. Unaweza kuipata kwa kupasha joto chini ya ushawishi wa mionzi (katika tanuri ya microwave).
Kuishi pamoja na awamu zingine za jambo
Kuna chaguo mbili kwa kigezo hiki.
- Kioevu - gesi. Mifumo kama hiyo ndiyo iliyoenea zaidi, kwani iko kila mahali katika maumbile. Baada ya yote, uvukizi wa maji ni sehemu ya mzunguko wa asili. Katika kesi hiyo, mvuke inayotokana inapatikana wakati huo huo na maji ya kioevu. Ikiwa tunazungumza juu ya mfumo uliofungwa, basi uvukizi hufanyika huko pia. Ni kwamba tu mvuke hujaa haraka sana na mfumo mzima kwa ujumla huja kwenye usawa: kioevu - mvuke uliyojaa.
- Kioevu - yabisi. Hasa juu ya mifumo hiyo, mali moja zaidi inaonekana - wettability. Katika mwingiliano wa maji na dhabiti, mwisho huo unaweza kumwagika kabisa, kwa sehemu, au hata kurudisha maji. Kuna misombo ambayo hupasuka katika maji haraka na kivitendo kwa muda usiojulikana. Wapo ambao hawana uwezo wa kufanya hivyo kabisa (baadhi ya metali, almasi na nyinginezo).
Kwa ujumla, taaluma ya hydroaeromechanics inahusika katika utafiti wa mwingiliano wa vimiminika na misombo katika majimbo mengine ya mkusanyiko.
Mfinyazo
Sifa za kimsingi za umajimaji zitakuwa pungufu ikiwa hatungetaja mgandamizo. Bila shaka, parameter hii ni ya kawaida zaidi kwa mifumo ya gesi. Hata hivyo, zile tunazozingatia pia zinaweza kubanwa chini ya hali fulani.
Tofauti kuu ni kasi ya mchakato na usawa wake. Ingawa gesi inaweza kubanwa haraka na chini ya shinikizo la chini, vimiminika hubanwa kwa usawa, kwa muda wa kutosha na chini ya hali zilizochaguliwa maalum.
Uvukizi na ugandaji wa vimiminika
Hizi ni sifa mbili zaidi za kioevu. Fizikia inawapa maelezo yafuatayo:
- Uvukizi ni mchakato unaobainisha mpito wa taratibu wa dutu kutoka hali ya umajimaji ya mkusanyiko hadi hali ngumu. Hii hutokea chini ya ushawishi wa athari za joto kwenye mfumo. Molekuli huanza kusonga na, kubadilisha kimiani cha kioo, kupita kwenye hali ya gesi. Mchakato unaweza kuendelea hadi kioevu vyote kigeuzwe kuwa mvuke (kwa mifumo ya wazi). Au mpaka usawa uimarishwe (kwa vyombo vilivyofungwa).
- Ufupishaji ni mchakato ulio kinyume na ule ulioonyeshwa hapo juu. Hapa mvuke hupita kwenye molekuli kioevu. Hii hutokea mpaka usawa au mpito kamili wa awamu umewekwa. Mvuke hutoa chembe nyingi zaidi ndani ya kioevu kuliko inavyofanya kwake.
Mifano ya kawaida ya michakato hii miwili katika asili ni uvukizi wa maji kutoka kwenye uso wa Bahari ya Dunia, kufifia kwake ndani.anga ya juu na kisha kuanguka.
Mitambo ya kiowevu
Sifa hizi ni somo la masomo ya sayansi kama vile hydromechanics. Hasa, sehemu yake, nadharia ya mitambo ya maji na gesi. Vigezo kuu vya kimitambo vinavyoashiria hali inayozingatiwa ya mkusanyiko wa dutu ni pamoja na:
- wiani;
- shiriki;
- mnato.
Chini ya msongamano wa mwili wa kioevu elewa uzito wake, ambao uko katika kitengo kimoja cha ujazo. Kiashiria hiki kinatofautiana kwa misombo tofauti. Tayari kuna data iliyohesabiwa na kupimwa kwa majaribio kwenye kiashirio hiki, ambayo imeingizwa katika majedwali maalum.
Mvuto maalum huchukuliwa kuwa uzito wa ujazo wa uniti moja ya kioevu. Kiashiria hiki kinategemea sana halijoto (inapopanda, uzito wake hupungua).
Kwa nini usome sifa za kiufundi za kimiminiko? Ujuzi huu ni muhimu kwa kuelewa michakato inayotokea katika asili, ndani ya mwili wa mwanadamu. Pia wakati wa kuunda njia za kiufundi, bidhaa mbalimbali. Baada ya yote, dutu kioevu ni mojawapo ya fomu za jumla za kawaida kwenye sayari yetu.
Vimiminika visivyo vya Newton na sifa zake
Sifa za gesi, vimiminika, vitu vikali ni nyenzo za utafiti wa fizikia, pamoja na taaluma zingine zinazohusiana. Walakini, pamoja na vitu vya kioevu vya jadi, pia kuna kinachojulikana kama sio Newtonian, ambayo pia inasomwa na sayansi hii. Ni nini na kwa nini walipatacheo ni nini?
Ili kuelewa misombo hii ni nini, hii hapa ni mifano ya kawaida ya kaya:
- "Slime" inayochezwa na watoto;
- "unga wa mkono", au unga wa kutafuna kwa mikono;
- rangi ya ujenzi wa kawaida;
- umumunyisho wa wanga kwenye maji, n.k.
Yaani, hivi ni vimiminika ambavyo mnato wake unatii kipenyo cha mwendo. Kwa kasi ya athari, juu ya index ya mnato. Kwa hivyo, gum ya mkono inapopiga sakafu kwa pigo kali, inageuka kuwa dutu ngumu kabisa ambayo inaweza kuvunjika vipande vipande.
Ukiiacha peke yake, basi baada ya dakika chache itaenea na kuwa dimbwi linalonata. Vimiminika visivyo vya Newtonian ni vitu vya kipekee kabisa kulingana na sifa zao, ambavyo vimetumiwa sio tu kwa madhumuni ya kiufundi, lakini pia kwa madhumuni ya kitamaduni na ya kila siku.
