Επιστημονικό έργο: Οι επιπτώσεις της θερμοκρασίας στα υγρά

Ως υγρό ορίζεται ως ρευστή ύλη που δεν έχει σταθερό σχήμα αλλά σταθερό όγκο. είναι μία από τις τρεις καταστάσεις της ύλης. Ένα υγρό έχει την ικανότητα να ρέει και να παίρνει το σχήμα ενός δοχείου. Ταυτόχρονα, αντιστέκεται στη συμπίεση και διατηρεί μια αρκετά σταθερή πυκνότητα. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία επηρεάζει άμεσα την κινητική ενέργεια των μορίων σε ένα υγρό, τα αποτελέσματα της θερμοκρασίας στα υγρά μπορούν να περιγραφούν με όρους κινητικής-μοριακής θεωρίας.

Η αύξηση της θερμοκρασίας ενός υγρού προκαλεί αύξηση της μέσης ταχύτητας των μορίων του. Καθώς η θερμοκρασία ενός υγρού αυξάνεται, τα μόρια κινούνται γρηγορότερα αυξάνοντας έτσι την κινητική ενέργεια του υγρού. Επιπλέον, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του υγρού, τόσο χαμηλότερο είναι το ιξώδες αφού μια αύξηση της κινητικής ενέργειας μειώνει τις δυνάμεις της διαμοριακής έλξης. Το ιξώδες είναι η ποσότητα που περιγράφει την αντίσταση ενός υγρού στη ροή. Δεδομένου ότι η κινητική ενέργεια είναι ευθέως ανάλογη με τη θερμοκρασία, ένα υγρό που θερμαίνεται σχηματίζει ένα αέριο. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να εμφανιστεί σε πειράματα με θέρμανση υγρών. Ο καυστήρας Bunsen είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους θέρμανσης υγρών σε επιστημονικά εργαστήρια.

Καθώς η θερμοκρασία ενός υγρού πέφτει, η ταχύτητα των μορίων του μειώνεται. Δεδομένου ότι η μοριακή ταχύτητα επιβραδύνεται, η κινητική ενέργεια μειώνεται επίσης, αυξάνοντας έτσι τη διαμοριακή έλξη του υγρού. Αυτή η έλξη με τη σειρά της καθιστά το ρευστό πιο ιξώδες επειδή το ιξώδες είναι αντιστρόφως ανάλογο με τη θερμοκρασία ενός υγρού. Επομένως, εάν ένα υγρό ψύχεται επαρκώς, πιθανότατα θα κρυσταλλωθεί, αλλάζοντας τη στερεά του μορφή. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να εμφανιστεί σε ένα απλό πείραμα που περιλαμβάνει καταψύκτη και διαφορετικούς τύπους υγρών.

Η πυκνότητα ενός υγρού επηρεάζεται από την αλλαγή της θερμοκρασίας. Η αύξηση της θερμοκρασίας μειώνει γενικά την πυκνότητά της και το αντίστροφο. Κατά τη διάρκεια του πειραματισμού, όσον αφορά τον όγκο, τα υγρά γενικά διογκώνονται όταν θερμαίνονται και συστέλλονται όταν ψύχονται. Με πιο απλούς όρους, τα υγρά αυξάνονται σε όγκο με σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας και μείωση του όγκου με σημαντική μείωση της θερμοκρασίας. Μια αξιοσημείωτη εξαίρεση, ωστόσο, είναι το νερό που έχει θερμοκρασία μεταξύ 0 ° C και 4 ° C.

Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, όταν η θερμοκρασία του υγρού αλλάζει, το υγρό υφίσταται ορισμένους μετασχηματισμούς που επηρεάζουν την κατάσταση ύπαρξής του. Για παράδειγμα, όταν ένα υγρό θερμαίνεται, θα εξατμιστεί και θα μετατραπεί σε αέρια κατάσταση. Το σημείο όπου ένα υγρό μετατρέπεται σε αέριο είναι γνωστό ως σημείο βρασμού του. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται σε ένα επίπεδο όπου το υγρό κρυσταλλώνεται και γίνεται στερεό, το σημείο όπου αλλάζει την κατάστασή του είναι γνωστό ως το σημείο πήξης του.