სითხეები (ფიზიკა): განმარტება, თვისებები და მაგალითები

თხევადი მატერიის ოთხი მდგომარეობიდან ერთ-ერთია, დანარჩენები მყარი, გაზური და პლაზმურია. სითხეებთან დაკავშირებული ფიზიკის შესწავლა საოცრად დიდი ფართობია. მაგრამ როდესაც გაითვალისწინებ, რამდენადაა შენი ცხოვრება დამოკიდებული იმაზე, რომ წყალი მიედინება მილებით, ან ნავები, რომლებიც შეძლებენ ოკეანეში ცურავს, ან თუნდაც თქვენი ბლინის სიროფს შეუძლია სწორად გაედინოს მისი ჭურჭლიდან, ადვილი გასაგებია, თუ რატომ არის სითხეების შესწავლა და გაგება მნიშვნელოვანი.

არსებობს მატერიის ოთხი მთავარი მდგომარეობა: მყარი მდგომარეობა, თხევადი მდგომარეობა, გაზის მდგომარეობა და პლაზმა. მატერია შეიძლება შეიცვალოს ერთი მდგომარეობიდან მეორეში, რაც დამოკიდებულია წნევისა და ტემპერატურის პირობებზე.

Ში მყარი, მასალის მოლეკულები მჭიდროდ არის შეკრული და მას ფორმა აქვს. Ში თხევადი, მოლეკულები ნაკლებად მჭიდროდ არის შეკრული და ერთმანეთის გასრიალება ან მიედინება. Ში გაზი, მოლეკულები განცალკევდებიან ერთმანეთისგან. გაზი ყოველთვის ავსებს კონტეინერში, რომელშიც არის და ადვილად გაფართოვდება და იკუმშება, ხოლო სითხეებსა და მყარ ნივთიერებებს არ შეუძლიათ (ან თუნდაც არა იგივე ზომით)

როდესაც გაზი შედედდება და მოლეკულები საკმარისად ახლოვდება, რომ ერთმანეთზე იმოქმედონ და დაიცვან, ის თხევად ფორმად იქცევა. ეს ჩვეულებრივ მოითხოვს გაგრილებას, რაც ენერგიას აშორებს სისტემას.

როდესაც მყარი ფორმით რაღაც დნება, ის ხდება თხევადი. ეს ჩვეულებრივ მოითხოვს გათბობას, რაც ენერგიას მატებს სისტემას. მასალის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მოლეკულური მოძრაობა იზრდება და გადალახავს ინტერმოლეკულურ ძალებს, რომლებიც ცდილობენ მოლეკულების მყარად შეკავებას.

როგორც ადრე აღვნიშნეთ, თხევადი არის მატერიის მდგომარეობა. სითხეების შეუთავსებლობა ნიშნავს, რომ მათ აქვთ a ფიქსირებული მოცულობა (განსაზღვრული მოცულობა) და არ გაფართოვდეთ და არ დაიკუმშოთ რაიმე მნიშვნელოვანი გზით, როგორც გაზი შეიძლება.

სითხეში მოლეკულები სუსტად არის შერწყმული შეკრული ძალებით და თავისუფლად გადადიან ერთმანეთის გვერდით. სითხეები მიიღება ქვედა ნაწილის ფორმის კონტეინერში, რომელშიც ისინი არიან და არ ინარჩუნებენ განსაზღვრულ ფორმას, როგორც მყარი ნივთიერებები.

თხევადი კატეგორიების კატეგორიებად გვხვდება სითხე, რაც უფრო ფართო ნიშანია, რომელიც გამოიყენება როგორც სითხეებზე, ასევე გაზებზე. სითხე არის ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია შემოვა და ფიზიკის მრავალი კანონი, რომელიც გამოიყენება თხევადი ნაკადის მიმართ, ასევე მოქმედებს გაზების ნაკადზე.

სითხეების მაგალითები შეგიძლიათ იხილოთ თქვენს გარშემო. ის, ვინც, სავარაუდოდ, ყველაზე კარგად იცით, არის წყალი, რადგან ის სიცოცხლისთვისაა საჭირო და მოიცავს დედამიწის ზედაპირის 71 პროცენტს. იმის გამო, რომ წყალი დედამიწაზე სტანდარტული ტემპერატურის დროს თხევად ფორმაშია, ითვლება, რომ სიცოცხლე აქ შექმნა და აყვავდა.

რა თქმა უნდა, არსებობს მრავალი სხვა ნივთიერება, რომელიც თხევადია ოთახის ტემპერატურაზე, მათ შორის ალკოჰოლი, ბენზინი და მერკურიც კი.

ნივთიერებები, რომლებიც თხევადი ფორმით არსებობს მხოლოდ ბევრად უფრო გრილ ტემპერატურაზე, მოიცავს აცეტილენს, ნახშირორჟანგს, მეთანს და თხევად აზოტს. ნივთიერებები, რომლებიც თხევადი ფორმით არსებობს მხოლოდ გაცილებით მაღალ ტემპერატურაზე, მოიცავს ალუმინს და სხვა მრავალ მეტალს, ნახშირბადს, ფაიფურს და ქვიშას.

თხევადი კრისტალი არის ნივთიერება თხევად და მყარ ნივთიერებებს შორის. ზოგიერთ ნივთიერებას არსებითად ორი განსხვავებული დნობის წერტილი აქვს: ერთი, სადაც ისინი თხევად კრისტალად იქცევიან და მეორე უფრო მაღალი წერტილია, როდესაც ისინი რეგულარულ სითხედ იქცევიან. თხევადი კრისტალები შეიძლება თხევადივით მოედინებოდეს, მაგრამ ასევე აჩვენოს სიმეტრიები, რომლებიც ჩვეულებრივ ასოცირდება კრისტალურ მყარ ნივთიერებებთან. თხევადი კრისტალები გამოიყენება საათების, კალკულატორებისა და ტელევიზორების ჩვენებებში.

წნევა არის ძალის საზომი ერთეულის ფართობზე. თხევად ნივთიერებაში ყველა თხევადი მოლეკულა ერთმანეთზე ზეწოლას ახდენს და ქმნის ან შინაგანი წნევა. თქვენ წარმოიდგინეთ, რომ კონტეინერის კედლები ამ ძალას გრძნობს ერთეულის ფართობზეც და თუ ხვრელი უნდა გააღოთ, წნევა სითხის გადინებას გამოიწვევს.

სითხეში წნევა არის ისიც, თუ რატომ შეგიძლიათ ცურვა აუზში. ასოცირებული ძალა ეწინააღმდეგება მიზიდულობას.

წნევის მნიშვნელობა სითხეში დამოკიდებულია სითხის სიმკვრივეზე და სიღრმეზე. ურთიერთობა შემდეგია:

სად პ არის ზეწოლა, ρ არის სიმჭიდროვე, დ არის სიღრმე და გ არის აჩქარება სიმძიმის გამო.

ის ფაქტი, რომ ზეწოლა სიღრმესთან ერთად იზრდება, ამიტომ მყვინთავებმა ფრთხილად უნდა იყვნენ. მათ უნდა მისცენ სხეულებს შეგუება წნევის მატებამდე და შემცირებაზე, რათა თავიდან აიცილონ დაზიანება.

მილის სითხეში, მილის გასწვრივ წნევის სხვაობა გამოიწვევს სითხის გადინებას. ეს იმიტომ ხდება, რომ ზეწოლა არსებითად ძალაა, ხოლო გაუწონასწორებელი ძალა იწვევს მოძრაობის ცვლილებას.

როგორც მოგეხსენებათ, ზოგიერთი ობიექტი ცურავს, ზოგი ობიექტი იძირება და ისიც, ვინც იძირება, ნელა აკეთებს ამას. ეს გვეუბნება, რომ უნდა არსებობდეს ძალა, რომელსაც სითხე ახდენს, რომელიც ეწინააღმდეგება მიზიდულობას. ამ ძალას ბუზურ ძალას უწოდებენ. არქიმედეს პრინციპი აღწერს გამაძლიერებელი ძალა სითხეში, ეს არის ძალა, რომელიც იწვევს ობიექტების მოძრაობას.

არქიმედე აცხადებს გამაძლიერებელი ძალის მნიშვნელობას ძალიან მარტივად: ის ტოლია ჩაძირული ობიექტის მიერ გადაადგილებული სითხის წონას. ეს წონა მარტივად გამოითვლება, როგორც ჩაძირული ობიექტის მოცულობის პროდუქტი (ან ობიექტის ნაწილი), სითხის სიმკვრივე და გ, სიმძიმის გამო აჩქარება.

მას შემდეგ, რაც ობიექტზე მიზიდულობის ძალა არის მისი მასისა და g პროდუქტი, ხოლო მისი მასა ტოლია მისი მოცულობისა და სიმკვრივის პროდუქტი ადვილია იმის გასაგებად, რომ მცურავის მიზნით, ობიექტები უნდა იყოს ნაკლებად მკვრივი ვიდრე წყალი

სითხეების კიდევ ერთი თვისებაა სიბლანტე. სიბლანტე არის ზომა, თუ რამდენად თხელი ან სქელი სითხეა, ან მისი გამძლეობა ნაკადისადმი ან მასში გამავალი ობიექტების მიმართ. მაგალითად, თუ თქვენ შეადარებთ სიროპს წყალს, შეამჩნევდით, რომ წყალი უფრო სწრაფად და უფრო სწრაფად ასხამს ვიდრე სქელი სიროფი. ეს იმიტომ ხდება, რომ სიროფს აქვს უფრო მაღალი სიბლანტე. ამბობენ, რომ ეს უფრო ბლანტია.

სიბლანტე გამოწვეულია მოლეკულებს შორის ხახუნის შედეგად მიედინება სითხის ფენებში. რაც მეტია ხახუნი, მით მეტია სიბლანტე. ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ სითხეების სიბლანტეს, მოიცავს ტემპერატურას და მოლეკულურ ფორმას.