Течности (физика): дефиниција, својства и примери

Течност је једно од четири стања материје, а остала су чврста, гас и плазма. Проучавање физике повезане са течностима изненађујуће је велико подручје. Али кад узмете у обзир колико вашег живота зависи од воде која тече цевима, или бродова који могу да плутају океаном, или чак ваш сируп за палачинке може правилно да тече из своје посуде, лако је схватити зашто је проучавање и разумевање течности важно.

Постоје четири главна стања материје: чврсто стање, течно стање, стање гаса и плазма. Материја се може мењати из једног стања у друго у зависности од услова притиска и температуре.

У а чврст, молекули материјала су чврсто повезани и материјал задржава облик. У а течност, молекули су мање чврсто повезани и способни су да клизе или пролазе један поред другог. У а гасни, молекули се међусобно одвајају. Гас ће увек напунити посуду у којој се налази и може се лако проширити и стезати, док течности и чврсте материје не могу (или барем не у истој мери). плазме је стање материје које настаје када се гас загреје до те мере да постаје јонизован.

Када се гас кондензује, а молекули постану довољно близу да утичу једни на друге и прилепе се, он прелази у течни облик. То обично захтева хлађење, што уклања енергију из система.

Када се нешто у чврстом облику отопи, постаје течност. Ово обично захтева грејање које систему додаје енергију. Како се температура материјала повећава, молекуларно кретање расте и савладава интермолекуларне силе које покушавају да молекуле чврсто држе заједно.

Као што је претходно поменуто, течност је стање материје. Некомпресибилност течности значи да имају а фиксна запремина (одређена запремина) и немојте се ширити или стезати на било који значајан начин као што би могао гас.

У течности, молекули се међусобно слабо повезују кохезивним силама и могу слободно да теку један поред другог. Течности имају облик доњег дела било ког контејнера у којем се налазе и не одржавају одређени облик као чврсте материје.

Течности се често сврставају у категорију а течност, што је шира ознака која се примењује и на течности и на гасове. Течност је супстанца која може да тече, а многи закони физике који важе за проток течности односе се и на проток гасова.

Примери течности могу се наћи свуда око вас. Она која вам је вероватно најпознатија је вода, јер је потребна за живот и покрива око 71 проценат земљине површине. Будући да је вода у течном облику на стандардним температурама на Земљи, верује се да је то разлог због којег је живот овде могао да се формира и процвета.

Постоје, наравно, и многе друге супстанце које су течне на собној температури, укључујући алкохол, бензин и чак живу.

Супстанце које постоје у течном облику само на знатно хладнијим температурама укључују ацетилен, угљен-диоксид, метан и течни азот. Супстанце које постоје у течном облику само на много вишим температурама укључују алуминијум и многе друге метале, угљеник, порцелан и песак.

Течним кристалима је стање материје између течног и чврстог. Неке супстанце имају у основи две различите тачке топљења: једну на којој постају течни кристал и другу вишу тачку на којој постају уобичајена течност. Течни кристали могу тећи попут течности, али такође показују и симетрије типично повезане са кристалним чврстим делима. Течни кристали се користе у дисплејима сатова, калкулатора и телевизора.

Притисак је мера силе по јединици површине. У течној супстанци, сви молекули течности притискају једни друге и стварају унутрашњи притисак. Можете да замислите како зидови контејнера осећају ову силу и по јединици површине, а ако бисте пробушили рупу, притисак би течност истиснуо.

Притисак у течности је такође разлог зашто можете да плутате у базену. Придружена сила супротставља се гравитацији.

Вредност притиска у течности зависи од густине течности и дубине. Веза је следећа:

Где П. је притисак, ρ је густина, д је дубина и г је убрзање услед гравитације.

Чињеница да се притисак повећава са дубином је разлог зашто рониоци морају бити опрезни. Морају да дозволе да се њихова тела прилагоде повећању и смањењу притиска како би се избегле повреде.

За течност у цеви, разлике у притиску дуж цеви изазваће течност. То је зато што је притисак у основи сила, а неуравнотежена сила изазива промене у кретању.

Као што вам је вероватно познато, неки предмети плутају, а неки предмети тону, па чак и они који тону то чине полако. То нам говори да мора да постоји сила коју течност примењује и која се супротставља гравитацији. Ова сила се назива узлазна сила. Архимедов принцип описује сила потиска у течности, односно сила која узрокује плутање предмета.

Архимед врло једноставно износи вредност узлазне силе: Једнака је тежини течности коју истискује потопљени објекат. Ова тежина се лако израчунава као умножак запремине предмета (или дела предмета) који је потопљен, густине течности и г, убрзања услед гравитације.

Пошто је сила гравитације на предмет умножак његове масе и г, а маса му је једнака производ његове запремине и густине, лако је видети да предмети морају да буду мање густи од воде.

Још једно својство течности је вискозност. Вискозност је мера колико је течност танка или густа или њен отпор протоку или објектима који пролазе кроз њу. На пример, ако упоредите сируп са водом, приметили бисте да вода тече брже и брже од густог сирупа. То је зато што сируп има већу вискозност. Каже се да је вискозније.

Вискозност је узрокована трењем између молекула у слојевима течне течности. Што је веће трење, већа је и вискозност. Фактори који одређују вискозност течности укључују температуру и молекуларни облик.