Vedecký projekt: Vplyvy teploty na kvapaliny

Kvapalina je definovaná ako tekutina, ktorá nemá pevný tvar, ale pevný objem; je to jeden z troch stavov hmoty. Kvapalina má schopnosť tiecť a mať tvar nádoby. Zároveň odoláva kompresii a udržuje pomerne konštantnú hustotu. Vzhľadom na to, že teplota priamo ovplyvňuje kinetickú energiu molekúl v kvapaline, možno účinky teploty na kvapaliny opísať z hľadiska kineticko-molekulárnej teórie.

Zvýšenie teploty kvapaliny spôsobí zvýšenie priemernej rýchlosti jej molekúl. Pri zvyšovaní teploty kvapaliny sa molekuly pohybujú rýchlejšie, čím sa zvyšuje kinetická energia kvapaliny. Ďalej, čím vyššia je teplota kvapaliny, tým nižšia je viskozita, pretože zvýšenie kinetickej energie znižuje sily intermolekulárnej príťažlivosti. Viskozita je množstvo, ktoré popisuje odpor kvapaliny voči prúdeniu. Pretože kinetická energia je priamo úmerná teplote, kvapalina, ktorá sa dostatočne zahrieva, vytvára plyn. Túto vlastnosť je možné preukázať v experimentoch zahriatím kvapalín. Bunsenov horák je jednou z najbežnejšie používaných metód ohrievania tekutín vo vedeckých laboratóriách.

Keď teplota kvapaliny klesá, rýchlosť jej molekúl sa spomaľuje. Pretože sa molekulárna rýchlosť spomaľuje, znižuje sa aj kinetická energia, čím sa zvyšuje medzimolekulová príťažlivosť kvapaliny. Táto príťažlivosť zase robí tekutinu viskóznejšou, pretože viskozita je nepriamo úmerná teplote tekutiny. Preto, ak je kvapalina dostatočne ochladená, pravdepodobne vykryštalizuje a zmení sa na pevnú formu. Túto vlastnosť je možné preukázať v jednoduchom experimente zahŕňajúcom mrazničku a rôzne druhy tekutín.

Hustota kvapaliny je ovplyvnená zmenou teploty. Zvyšovanie teploty všeobecne znižuje jeho hustotu a naopak. Počas experimentov, pokiaľ ide o objem, sa kvapaliny pri zahrievaní spravidla rozširujú a pri ochladení sťahujú. Zjednodušene povedané, kvapaliny zväčšujú objem s podstatným zvýšením teploty a zmenšením objemu s výrazným znížením teploty. Pozoruhodnou výnimkou je však voda, ktorá má teplotu medzi 0 ° C a 4 ° C.

Počas experimentov, keď sa mení teplota kvapaliny, prechádza kvapalina určitými transformáciami, ktoré ovplyvňujú jej stav existencie. Napríklad, keď sa kvapalina zahreje, odparí sa a zmení sa na plynný stav. Bod, v ktorom sa kvapalina mení na plyn, sa nazýva teplota varu. Keď sa teplota zníži na úroveň, pri ktorej kvapalina kryštalizuje a stáva sa z nej tuhá látka, bod, v ktorom zmení svoj stav, sa nazýva bod mrazu.