Класифікація і характеристика форм і типів зв'язку води

Рідина? - один з основних агрегатних станів речовини <#"justify">Загальна характеристика

Рідина - конденсований агрегатний стан <#"13" src="doc_zip1.jpg" />

де: = густина <#"13" src="doc_zip3.jpg" />= прискорення вільного падіння <#"9" src="doc_zip4.jpg" />= глибина точки (відстань між точкою та поверхнею рідини).

Згідно з цією формулою тиск на поверхні дорівнює нулю <#"justify">Класифікація рідин

молекула рідина густина конденсація

Структура та фізичні властивості рідини залежать від хімічної індивідуальності складових їх частинок та від характеру і величини взаємодії між ними. Можна виділити кілька груп рідин в порядку зростання складності.

·Атомарні рідини або рідини з атомів або сферичних молекул, які пов'язані центральними міжмолекулярним силами (силами Ван дер Ваальса <#"justify">Рух молекул у рідинах

Молекули рідин здебільшого коливаються навколо тимчасового положення рівноваги, яке утворюється завдяки взаємодії з іншими молекулами. Для рідин потенціальна енергія взаємодії молекули з сусідами більша, ніж кінетична енергія теплового руху. Однак рідини характеризуються також високим коефіцієнтом самодифузії <#"justify">Структура рідин: близький порядок, радіальна функція розподілу

Завдяки взаємодії молекули в рідині розташовані не зовсім хаотично. Для характеристики взаємного положення молекул використовується поняття радіальної функції розподілу <#"justify">Густина і питома вага рідини

Густиною рідини називається її маса, віднесена до одиниці об'єму:

де М - маса рідини в об'ємі W.

Густина води за 4 °C ?=1000 кг/м³. Якщо рідина неоднорідна, то ця формула визначає лише середню густину рідини. Для визначення густини в заданій точці слід скористатися формулою

На практиці про масу рідини судять за її вагою. Вага рідини, що приходиться на одиниця об'єму, називається питомою вагою:

де G - вага рідини в об'ємі W. Питома вага води при 4 °C ? = 9810 Н/м³ (1000 кгс/м³). Для неоднорідної рідини, щоб визначити питому вагу у точці, слід користуватись формулою:

де ?G - вага рідини в об'ємі ?W.

Густина та питома вага пов'язані між собою відомим співвідношенням

де g - прискорення вільного падіння. Відносною питомою вагою рідини (чи відносною вагою) ? називається відношення питомої ваги даної рідини до питомої ваги води за 4°С:

Ця величина є безрозмірнісною <#"justify">Зміна об'єму (густини) рідини

Зміна об'єму рідини може відбуватись або в результаті зміни тиску (ця властивість має назву «стисливість» <#"justify">Стисливість рідин

Всі реальні рідини у тій чи іншій мірі стискаються, тобто під дією зовнішнього тиску <#"justify">

Знак «мінус» у формулі означає, що при збільшенні тиску обєм зменшується. Якщо вважати, що одиницею тиску є Паскаль, то коефіцієнт обємного стиску буде вимірюватись у Па-1 (м²/Н).

Пружність <#"justify">Теплове розширення рідин

Оскільки габаритні розміри рідин визначаються розмірами посудини, тому теплове розширення <#"justify"> ,

де: - об'єм рідини після зміни температури,

- початковий об'єм рідини,

- температурний коефіцієнт об'ємного розширення <#"justify">В'язкість рідини

Рідини характеризуються в'язкістю <#"justify">Поняття про ідеальну рідину

У багатьох випадках з достатньою для практики точністю у гідравліці можна знехтувати стисливістю рідини та опором розтягуванню і розглядати рідину як абсолютно нестисливу з відсутністю опору розтягуванню.

У гідрогазодинаміці зустрічається низка задач, коли можна знехтувати і в'язкістю, приймаючи, що дотичні напруження відсутні так, як це має місце у рідині, що перебуває у стані спокою.

Описана гіпотетична рідина з перерахованими властивостями, а саме:

·абсолютною незмінністю об'єму;

·повною відсутністю в'язкості

називається ідеальною рідиною <#"justify">Поверхневий натяг, змочуваність і капілярні явища

Поверхневий натяг

Рідина здатна утворювати вільну поверхню. Така поверхня є поверхнею розділу фаз даної речовини: по один бік знаходиться рідка фаза, по інший - газоподібна (пара), і, можливо, інші гази, наприклад, повітря.

Поверхневий натяг - фізичне явище, суть якого в прагненні рідини скоротити площу своєї поверхні за незмінного об'єму. Своєю появою сили поверхневого натягу завдячують поверхневій енергії <#"justify">п = ? · S.

Коефіцієнт пропорційності ?, називають коефіцієнтом поверхневого натягу <#"justify"> ,

де F - сила поверхневого натягу;- довжина лінії, що обмежує поверхню поділу.

Крапля води на поверхні твердого тіла за умови слабкого змочування

Капілярний ефект у тонких трубках різної товщини

Поверхневий натяг рідини чутливий до її чистоти, складу і температури. Речовини, здатні значною мірою знизити сили поверхневого натягу, називаються поверхнево-активними речовинами <#"justify">Змочуваність рідин

На поверхні поділу трьох фаз, наприклад, твердої стінки, рідини і газу між поверхнею рідини і твердою стінкою утворюється так званий крайовий кут ?. Величина крайового кута залежить від природи дотичних середовищ (від поверхневих натягів на їхніх межах) і не залежить ні від форми посудини, ні від дії сили ваги. Якщо край рідини піднятий, її поверхня має увігнуту форму - крайовий кут гострий. У цьому разі рідина змочує тверду поверхню. Чим гірша змочувальна здатність рідини, тим більшим є крайовий кут. При ?>90° рідина вважається незмочувальною, при повному незмочуванні ?=180°. Краплі такої рідини немов би підгортаються, намагаючись зменшити площу контакту з твердою поверхнею.

Капілярні явища

Від явища змочування залежить поведінка рідини в тонкій (капілярній) трубці, зануреній у неї. У разі змочування рідина в трубці піднімається над рівнем вільної поверхні, у протилежному випадку - опускається. Висоту капілярного підняття (опускання) рідини знаходять за формулою

де ? - питома вага рідини; r - радіус трубки.

Перехід з рідкого у газоподібний стан і навпаки

Випаровування

Випаровування <#"justify">п = L·m

Конденсація

Конденсація <#"justify">Кипіння

Кипіння <#"justify">Кавітація

Кавітація <#"justify">Поширення звуку у рідинах

Оскільки рідини мають велику жорсткість лише за об'ємного стисненнення і є податливими при зсувних деформаціях, швидкість звуку c у рідині буде визначатися величиною модуля всебічного стиску <#"justify"> , де

- модуль пружності рідини при об'ємному стисненні (модуль всебічного стиску);

? - густина <#"justify">У прісній воді звук поширюється приблизно із швидкістю 1497 м/с при 25 °C.

Список використаної літератури

1.Використано матеріали зі статті в Вікіпедії <http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid>.

.Інтернет - джерела.

.Мала гірнича енциклопедія <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%BB%D0%B0_%D0%B3%D1%96%D1%80%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B0_%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D1%96%D1%8F>. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%96%D0%BB%D0%B5%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%92%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%80_%D0%A1%D1%82%D0%B5%D1%84%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87>. - Донецьк: Донбас, 2004. - ISBN 966-7804-14-3 <http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D1%86%D1%96%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0:%D0%94%D0%B6%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%B0_%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3/9667804143>.

.Крокстон К. Физика жидкого состояния. М., Мир, 1978.

.Завойко Б. М. Технічна механіка рідин і газів: основні теоретичні положення та задачі [Навч.пос. для студентів інженерно-технічних спеціальностей]/ Б.М. Завойко, Н. П. Лещій. - Львів: Новий світ-2000, 2004. - 119 с.

.Адаменко І. І., Булавін Л. А. Фізика рідин та рідинних систем. - К.: АКМА, 2006.

.Фішер Й. З. Статистична теорія рідин. - К.: Вид-во фіз.-мат літ., 1969.

.Константінов Ю. М. Технічна механіка рідини і газу [Підручник] / Ю. М. Константінов, О. О. Гіжа. - К.: Вища школа, 2002. - 277 с.

Больше работ по теме: