Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы внутренних частей жидкого тела. Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в тоже время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур , ниже которого переходит в твердое состояние происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние — стекло , выше — в газообразное происходит испарение. Границы этого интервала зависят от давления. Как правило, вещество в жидком состоянии имеет только одну модификацию. Наиболее важные исключения — это квантовые жидкости и жидкие кристаллы. Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой жидкая фаза. Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: Жидкости могут выполнять функцию растворителей. Основным свойством жидкостей является текучесть. Если к участку жидкости, находящейся в равновесии, приложить внешнюю силу , то возникает поток частиц жидкости в том направлении, в котором эта сила приложена: Таким образом, под действием неуравновешенных внешних сил жидкость не сохраняет форму и относительное расположение частей, и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится. В отличие от пластичных твёрдых тел, жидкость не имеет предела текучести: Одним из характерных свойств жидкости является то, что она имеет определённый объём при неизменных внешних условиях. Жидкость чрезвычайно трудно сжать механически, поскольку, в отличие от газа , между молекулами очень мало свободного пространства. Давление, производимое на жидкость, заключенную в сосуд, передаётся без изменения в каждую точку объёма этой жидкости закон Паскаля , справедлив также и для газов. Эта особенность, наряду с очень малой сжимаемостью, используется в гидравлических машинах. Жидкости обычно увеличивают объём расширяются при нагревании и уменьшают объём сжимаются при охлаждении. Кроме того, жидкости как и газы характеризуются вязкостью. Она определяется как способность оказывать сопротивление перемещению одной из части относительно другой - то есть как внутреннее трение. Когда соседние слои жидкости движутся относительно друг друга, неизбежно происходит столкновение молекул дополнительно к тому, которое обусловлено тепловым движением. Возникают силы, затормаживающие упорядоченное движение. При этом кинетическая энергия упорядоченного движения переходит в тепловую — энергию хаотического движения молекул. Жидкость в сосуде, приведённая в движение и предоставленная самой себе, постепенно остановится, но её температура повысится. Из-за сохранения объёма жидкость способна образовывать свободную поверхность. Такая поверхность является поверхностью раздела фаз данного вещества: Если жидкая и газообразная фазы одного и того же вещества соприкасаются, возникают силы, которые стремятся уменьшить площадь поверхности раздела — силы поверхностного натяжения. Поверхность раздела ведёт себя как упругая мембрана, которая стремится стянуться. Поверхностное натяжение может быть объяснено притяжением между молекулами жидкости. Каждая молекула притягивает другие молекулы, стремится "окружить" себя ими, а значит, уйти с поверхности. Соответственно, поверхность стремится уменьшится. Поэтому мыльные пузыри и пузыри при кипении стремятся принять сферическую форму: Если на жидкость действуют только силы поверхностного натяжения, она обязательно примет сферическую форму - например, капли воды в невесомости. Испарение — постепенный переход вещества из жидкости в газообразную фазу пар. При тепловом движении некоторые молекулы покидают жидкость через её поверхность и переходят в пар. Вместе с тем, часть молекул переходит обратно из пара в жидкость. Если из жидкости уходит больше молекул, чем приходит, то имеет место испарение. Конденсация — обратный процесс, переход вещества из газообразного состояния в жидкое. При этом в жидкость переходит из пара больше молекул, чем в пар из жидкости. Испарение и конденсация — неравновесные процессы, они происходят до тех пор, пока не установится локальное равновесие если установится , причём жидкость может полностью испариться, или же прийти в равновесие со своим паром, когда из жидкости выходит столько же молекул, сколько возвращается. Кипение — процесс парообразования внутри жидкости. При достаточно высокой температуре давление пара становится выше давления внутри жидкости, и там начинают образовываться пузырьки пара, которые в условиях земного притяжения всплывают наверх. Смачивание - поверхностное явление, возникающее при контакте жидкости с твёрдой поверхностью в присутствии пара, то есть на границах раздела трёх фаз. Смачивание характеризует "прилипание" жидкости к поверхности и растекание по ней или, наоборот, отталкивание и нерастекание. Смешиваемость - способность жидкостей растворяться друг в друге. При нахождении в сосуде двух смешиваемых жидкостей молекулы в результате теплового движения начинают постепенно проходить через поверхность раздела, и таким образом жидкости постепенно смешиваются. Это явление называется диффузией происходит также и в веществах, находящихся в других агрегатных состояниях. Жидкость можно нагреть выше точки кипения таким образом, что кипения не происходит. Для этого необходим равномерный нагрев, без значительных перепадов температуры в пределах объёма и без механических воздействий, таких, как вибрация. Если в перегретую жидкость бросить что-либо, она мгновенно вскипает. Перегретую воду легко получить в микроволновой печи. Переохлаждение - охлаждение жидкости ниже точки замерзания без превращения в твёрдое агрегатное состояние. Как и для перегрева, для переохлаждения необходимо отсутствие вибрации и значительных перепадов температуры. Хотя жидкость чрезвычайно трудно сжать, тем не менее, при изменении давления её объем и плотность всё же меняются. Это происходит не мгновенно; так, если сжимается один участок, то на другие участки такое сжатие передаётся с запаздыванием. Это означает, что внутри жидкости способны распространятся упругие волны , более конкретно, волны плотности. Вместе с плотностью меняются и другие физические величины, например, температура. Если плотность меняется достаточно сильно, то такая волна называется ударной волной. Ударная волна описывается другими уравнениями. Волны плотности в жидкости являются продольными, то есть плотность меняется вдоль направления распространения волны. Поперечные упругие волны в жидкости отсутствуют из-за несохранения формы. Упругие волны в жидкости со временем затухают, их энергия постепенно переходит в тепловую энергию. Причины затухания - вязкость, "классическое поглощение", молекулярная релаксация и другие. При этом работает так называемая вторая, или объёмная вязкость — внутреннее трение при изменении плотности. Ударная волна в результате затухания через какое-то время переходит в звуковую. Упругие волны в жидкости подвержены также рассеянию на неоднородностях, возникающих в результате хаотического теплового движения молекул. Если сместить участок поверхность жидкости от положения равновесия, то под действием возвращающих сил поверхность начинает двигаться обратно к равновесному положению. Это движение, однако, не останавливается, а превращается в колебательное движение около равновесного положения и распространяется на другие участки. Так возникают волны на поверхности жидкости. Если возвращающая сила - это преимущественно силы тяжести, то такие волны называются гравитационными волнами не путать с волнами гравитации. Гравитационные волны на воде можно видеть повсеместно. Если возвращающая сила - это преимущественно сила поверхностного натяжения, то такие волны называются капиллярными. Формально говоря, для равновесного сосуществования жидкой фазы с другими фазами того же вещества - газообразной или кристаллической - нужны строго определённые условия. Так, при данном давлении нужна строго определённая температура. Тем не менее, в природе и в технике повсеместно жидкость сосуществует с паром, или также и с твёрдым агрегатным состоянием - например, вода с водяным паром и часто со льдом если считать пар отдельной фазой, присутствующей наряду с воздухом. Это объясняется следующими причинами. Для испарения жидкости нужно время, пока жидкость не испарилась полностью, она сосуществует с паром. В природе постоянно происходит испарение воды, также как и обратный процесс - конденсация. Жидкость в закрытом сосуде начинает испаряться, но поскольку объём ограничен, давление пара повышается, он становится насыщенным ещё до полного испарения жидкости, если её количество было достаточно велико. При достижении состояния насыщения количество испаряемой жидкости равно количеству конденсируемой жидкости, система приходит в равновесие. Таким образом, в ограниченном объёме могут установиться условия, необходимые для равновесного сосуществования жидкости и пара. На жидкость действует атмосферное давление воздух и пар , тогда как для пара должно учитываться практически только его парциальное давление. Поэтому жидкости и пару над её поверхностью соответствуют разные точки на фазовой диаграмме, в области существования жидкой фазы и в области существования газообразной соответственно. Это не отменяет испарения, но на испарение нужно время, в течение которого обе фазы сосуществуют. Без этого условия жидкости вскипали бы и испарялись очень быстро. Изучению движения и механического равновесия жидкостей и газов и их взаимодействию между собой и с твёрдыми телами посвящён раздел механики — гидроаэромеханика часто называется также гидродинамикой. Гидроаэромеханика — часть более общей отрасли механики, механики сплошной среды. Гидромеханика — это раздел гидроаэромеханики, в котором рассматриваются несжимаемые жидкости. Поскольку сжимаемость жидкостей очень мала, во многих случаях ей можно пренебречь. Изучению сжимаемых жидкостей и газов посвящена газовая динамика. Гидромеханика подразделяется на гидростатику , в которой изучают равновесие несжимаемых жидкостей, и гидродинамику в узком смысле , в которой изучают их движение. Движение электропроводных и магнитных жидкостей изучается в магнитной гидродинамике. Для решения прикладных задач применяется гидравлика. Движение идеальной несжимаемой жидкости описывается уравнением Эйлера. Для стационарного потока такой жидкости выполняется закон Бернулли. Вытекание жидкости из отверстий описывается формулой Торичелли. Движение вязкой жидкости описывается уравнением Навье-Стокса , в котором возможен и учёт сжимаемости. Упругие колебания и волны в жидкости и в других средах исследуются в акустике. Гидроакустика - раздел акустики, в котором изучается звук в реальной водной среде для целей подводной локации, связи и др. Агрегатное состояние вещества определяется внешними условиями, главным образом давлением P и температурой T. Характерными параметрами являются средняя кинетическая энергия молекулы E k i n P , T и средняя энергия взаимодействия между молекулами в расчете на одну молекулу E i n t P , T. Для жидкостей эти энергии приблизительно равны: Структура и физические свойства жидкости зависят от химической индивидуальности составляющих их частиц и от характера и величины взаимодействия между ними. Можно выделить несколько групп жидкостей в порядке возрастания сложности. Атомарные жидкости или жидкости из атомов или сферических молекул, связанных центральными ван-дер-ваальсовскими силами жидкий аргон , жидкий метан. Жидкости из двухатомных молекул, состоящих из одинаковых атомов жидкий водород , жидкий азот. Такие молекулы обладают квадрупольным моментом. Жидкие непереходные металлы натрий , ртуть , в которых частицы ионы связаны дальнодействующими кулоновскими силами. Жидкости, состоящие из полярных молекул, связанных диполь-дипольным взаимодействием жидкий бромоводород. Ассоциированные жидкости, или жидкости с водородными связями вода , глицерин. Жидкости, состоящие из больших молекул, для которых существенны внутренние степени свободы. Жидкости первых двух групп иногда трёх обычно называют простыми. Простые жидкости изучены лучше других, из непростых жидкостей наиболее хорошо изучена вода. В эту классификацию не входят квантовые жидкости и жидкие кристаллы , которые представляют собой особые случаи и должны рассматриваться отдельно. Наиболее успешно структура и термодинамические свойства жидкостей исследуются с помощью уравнения Перкуса-Йевика. Если воспользоваться моделью твёрдых шаров, то есть считать молекулы жидкости шарами с диаметром d , то уравнение Перкуса-Йевика можно решить аналитически и получить уравнение состояния жидкости:. При малых плотностях это уравнение переходит в уравнение состояния идеального газа: Для предельно больших плотностей, , получается уравнение состояния несжимаемой жидкости: Модель твёрдых шаров не учитывает притяжение между молекулами, поэтому в ней отсутствует резкий переход между жидкостью и газом при изменении внешних условий. Если нужно получить более точные результаты, то наилучшее описание структуры и свойств жидкости достигается с помощью теории возмущений. В этом случае модель твёрдых шаров считается нулевым приближением, а силы притяжения между молекулами считаются возмущением и дают поправки. В её основе заключена идея, что жидкость представляется как сочетание твёрдого тела и газа. При этом частицы твёрдой фазы кристаллы, двигающиеся на короткие расстояния располагаются в облаке газа, образуя кластерную структуру. Энергия частиц отвечает распределению Больцмана , средняя энергия системы при этом остаётся постоянной при условии её изолированности. Медленные частицы сталкиваются с кластерами и становятся их частью. Так непрерывно изменяется конфигурация кластеров, система находится в состоянии динамического равновесия. При создании внешнего воздействия система будет вести себя согласно принципу Ле Шателье. Таким образом, легко объяснить фазовое превращение:. Структуру жидкостей изучают с помощью методов рентгеновского структурного анализа , электронографии и нейтронографии. ЖИДКОСТИ — ЖИДКОСТИ, С физ. Жидкости — тела, характеризующиеся, как и газы, способностью течь см. Вязкость , особой подвижностью частиц и в то же время обладающие определенным, ограниченным собственной поверхностью тела объемом. Последнее свойство сближает Ж. ЖИДКОСТИ — в ва в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твёрдым и газообразным. В во находится в состоянии Ж. Жидкости — вещества в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твердым сохранение объема, прочность на разрыв и газообразным изменчивость формы. Для жидкости характерен ближний порядок в расположении частиц молекул, атомов , т. Жидкости с n до 1,82 1,83 можно получить, растворяя в йодистом метилене S, SnI4 и SbI3. ЖИДКОСТИ ТЯЖЕЛЫЕ — со значительным удельным весом до 5,3 , служащие для выделения тяжелых м лов из рыхлых или раздробленных г. Наиболее распространены жидкости Туле уд. Для работы пользуются специальными наборами, состоящими из десятков Ж. Все языки Абхазский Адыгейский Азербайджанский Аймара Айнский язык Акан Албанский Алтайский Английский Арабский Арагонский Армянский Арумынский Астурийский Африкаанс Багобо Баскский Башкирский Белорусский Болгарский Бурятский Валлийский Варайский Венгерский Вепсский Верхнелужицкий Вьетнамский Гаитянский Греческий Грузинский Гуарани Гэльский Датский Долганский Древнерусский язык Иврит Идиш Ингушский Индонезийский Инупиак Ирландский Исландский Испанский Итальянский Йоруба Казахский Карачаевский Каталанский Квенья Кечуа Киргизский Китайский Клингонский Коми Корейский Кри Крымскотатарский Кумыкский Курдский Кхмерский Латинский Латышский Лингала Литовский Люксембургский Майя Македонский Малайский Маньчжурский Маори Марийский Микенский Мокшанский Монгольский Науатль Немецкий Нидерландский Ногайский Норвежский Орокский Осетинский Османский Пали Папьяменто Пенджабский Персидский Польский Португальский Румынский, Молдавский Русский Санскрит Северносаамский Сербский Сефардский Силезский Словацкий Словенский Суахили Тагальский Таджикский Тайский Татарский Тви Тибетский Тофаларский Тувинский Турецкий Туркменский Удмурдский Узбекский Уйгурский Украинский Урду Урумский Фарерский Финский Французский Хинди Хорватский Церковнославянский Старославянский Черкесский Чероки Чеченский Чешский Чувашский Шайенского Шведский Шорский Шумерский Эвенкийский Эльзасский Эрзянский Эсперанто Эстонский Юпийский Якутский Японский. Все языки Абхазский Аварский Адыгейский Азербайджанский Аймара Айнский язык Албанский Алтайский Английский Арабский Армянский Африкаанс Баскский Башкирский Белорусский Болгарский Венгерский Вепсский Водский Вьетнамский Гаитянский Галисийский Греческий Грузинский Датский Древнерусский язык Иврит Идиш Ижорский Ингушский Индонезийский Ирландский Исландский Испанский Итальянский Йоруба Казахский Карачаевский Каталанский Квенья Кечуа Китайский Клингонский Корейский Крымскотатарский Кумыкский Курдский Кхмерский Латинский Латышский Лингала Литовский Ложбан Майя Македонский Малайский Мальтийский Маори Марийский Мокшанский Монгольский Немецкий Нидерландский Норвежский Осетинский Пали Папьяменто Пенджабский Персидский Польский Португальский Пушту Румынский, Молдавский Русский Сербский Словацкий Словенский Суахили Тагальский Таджикский Тайский Тамильский Татарский Турецкий Туркменский Удмурдский Узбекский Уйгурский Украинский Урду Урумский Фарерский Финский Французский Хинди Хорватский Церковнославянский Старославянский Чаморро Чероки Чеченский Чешский Чувашский Шведский Шорский Эвенкийский Эльзасский Эрзянский Эсперанто Эстонский Якутский Японский. Смотреть что такое "Жидкости" в других словарях: Ефрона ЖИДКОСТИ — в ва в конденсированном агрегатном состоянии, промежуточном между твёрдым и газообразным. Книги Жидкости для заканчивания и капитального ремонта скважин , Кеннет Л. Экспорт словарей на сайты , сделанные на PHP,. Пометить текст и поделиться Искать в этом же словаре Искать синонимы Искать во всех словарях Искать в переводах Искать в Интернете Искать в этой же категории. Поделиться ссылкой на выделенное Прямая ссылка:
Если в жидкости возникают неоднородности распределения концентрации, температуры или среднеарифметической скорости молекул по объёму, то это порождает явления переноса, подобные наблюдаемым в газах. Законы, описывающие диффузию, теплопередачу и внутреннее трение в жидкостях по форме аналогичны соответствующим законом для газов. Однако коэффициенты переноса отличаются от газовых, как по значениям, так и по своему содержанию. В отличие от газов перенос энергии в жидкостях определяется передачей от молекулы к молекуле энергии колебательного, а не поступательного движения. В области повышенной температуры амплитуда колебаний более высокая, чем в соседних областях. Взаимодействие частиц приводит к постепенному возрастанию амплитуд колебаний в областях с более низкой температурой и распространению этого явления по всему объёму жидкости. В реальной жидкости между молекулами действуют силы взаимного притяжения, обуславливающие внутреннее трение или вязкость. Это свойство проявляется в том, что при перемещении одних слоев жидкости относительно других, появляются силы, которые препятствуют этому перемещению. В результате, скорость медленно движущихся слоёв возрастает, а быстрых уменьшается. Силы внутреннего трения всегда направлены по касательным к этим слоям. Вязкость вызывает силу сопротивления при перемешивании жидкостей, замедляет скорость движения твёрдых тел в жидкости и т. Сила внутреннего трения между двумя слоями жидкости в случае ламинарного течения определяется законом Ньютона:. В целом вязкость жидкости, как установил Я. Это связано с возрастанием среднего расстояния между молекулами и, следовательно, ослаблением взаимодействия между ними. Бачинский экспериментально установил закон зависимости вязкости жидкости от её молярного объёма:. Такие жидкости называются ньютоновскими. Коэффициент вязкости для них можно рассчитать из формулы 6 или 7. У некоторых жидкостей кровь, растворы полимеров, суспензии, эмульсии коэффициент вязкости зависит от режима течения: При их увеличении вязкость уменьшается вследствие нарушения внутренней структуры потока. Такие жидкости называется структурно вязкими или неньютоновскими. Для них коэффициент вязкости является функцией градиента скорости и давления. Характер течения жидкости может быть ламинарным слоистым, равнинная река или турбулентным вихревым, горная река. Критерием, по которому определяют, каким будет течение в данном русле, является, так называемое число Рейнольдса:. Если число Рейнольдса больше некоторого критического значения — Rе кр , то движение жидкости будет турбулентным. Рассмотрим ламинарное течение вязкой жидкости по трубе радиусом R. Очевидно, что слои жидкости в трубе, будут представлять собой цилиндры, расположенные коаксиально по отношению к геометрической оси трубы. Скорости разных слоев жидкости будут разными и лежат в интервале от нуля для слоя прилипшего к стенкам трубы до max для слоя, который движется по оси этой трубы см. Выделим в потоке цилиндрический слой длиной l , радиусом r и толщиной dr рис. Радиус r будем измерять от осевой линии к периферии. Понятно, что слои примыкающие к неподвижным стенкам трубы будут течь медленнее, чем жидкость в середине потока. В силу этого, внутреннее трение, действующее на боковую поверхность выделенного слоя, будет равно:. Знак минус означает, что при возрастании радиуса слоя его скорость уменьшается. Для установившегося течения сила внутреннего трения, действующая на боковую поверхность цилиндра, уравновешивается силами давления, действующими на его основания: Полагая, что у стенок на расстоянии R от оси имеет место полное прилипание жидкости, то есть скорость равна нулю, получим для выделенного слоя:. Из 11 видно, что скорости частиц жидкости распределены по параболическому закону, причем вершина параболы лежит на оси трубы рис. Объем жидкости, протекающей через поперечное сечение трубы за 1 с расход жидкости, объёмная скорость течения будет определяться соотношением:. Это выражение была установлено эмпирически Гагеном г. Величина в формуле 10 называется гидравлическим сопротивлением сосуда. По аналогии с законом Ома 12 можно переписать в виде:. Не случайно, основные фармакологические средства нормализации давления направлены, прежде всего, на изменение просвета сосудов так, нитроглицерин расслабляет мышцы артериальных стенок. Границы применимости формулы Пуазейля: Используются в производстве мягких лекарственных форм как стабилизаторы и самобилизаторы растворение в мицеллярных системах нерастворимых в чистых жидкостях соединений называется самобилизацией или коллоидным растворением. ПАВ в медицине должны удовлетворять следующие требования: Служат эмульгаторами I и II рода, самобилизаторами, стабилизаторами мазей и кремов. Катионактивные ПАВ — соли алюминиевых, сульфониевых, фосфониевых оснований — используют как бактерицидные, фугицидные и дезинфицирующие средства. Амфотерные ПАВ — алкиламинокислоты, сульфобетаины, в зависимости от РН проявляют свойства анионных в щелочной среде или катионных ПАВ в кислотной среде. Неионогенные ПАВ — твины эмульгаторы I рода самобилизаторы гормонов, масел, витаминов, антибиотиков , плюроники самобилизаторы витаминов, антибиотиков, шампуней, зубных паст. Широко применяют в фармации маслорастворимые неионогенные ПАВ, образованные на основе одноатомных спиртов алифатического ряда додецилового, тетрадецилового и октидецилового. Жиросахара сложные эфиры сахарозы и одноосновных высших корбоновых кислот. Они не раздражают слизистые, не вызывают жжения глаз, их употребляют в зубных пастах, шампунях, мыле и моющих средствах; некоторые используют для образования кишечнорастворимых покрытий на таблетках с целью защиты их от воздействия желудочного сока. Твердое тело — агрегатное состояние вещества, для которого характерно наличие значительных сил межмолекулярного взаимодействия, стабильность формы и объема. Тепловое движение частиц твердого тела представляет собой небольшие по амплитуде колебания около положений равновесия. Различают кристаллическое и аморфное строение твердых тел. Аморфные твердые тела по многим своим свойствам и главным образом по микроструктуре следует рассматривать как сильно переохлажденные жидкости с очень высоким коэффициентом вязкости. Структура таких тел характеризуется только ближним порядком в расположении частиц. Некоторые из таких веществ вообще не способны кристаллизоваться: Другие при определённом режиме охлаждения образуют кристаллические структуры, но в случае быстрого охлаждения рост вязкость препятствует упорядочению в расположении частиц. Вещество затвердевает раньше, чем реализуется процесс кристаллизации. Такие тела называются стеклообразными: Процесс кристаллизации в таком веществе может произойти и после затвердевания помутнение стёкол. К аморфным относят и твёрдые органические вещества: Процесс перехода таких веществ из жидкой фазы в твёрдую представлен на рис. Аморфные тела не имеют температуры затвердевания плавления. Снижение температуры приводит к постепенному росту вязкости. Такой характер перехода в твёрдое состояние, обуславливает отсутствие у аморфных веществ удельной теплоты плавления. Обратный переход, когда теплота подводится, происходит плавное размягчение до состояния жидкости. Твердое тело, агрегатное состояние вещества, для которого характерно наличие значительных сил межмолекулярного взаимодействия, стабильность формы и объема. Характерной особенностью микроструктуры кристаллов является пространственная периодичность их внутренних электрических полей и повторяемость в расположении кристаллообразующих частиц — атомов, ионов и молекул дальний порядок. Частицы чередуются в определенном порядке вдоль прямых линий, которые называются узловыми. В любом плоском сечении кристалла две пересекающихся системы таких линий образуют совокупность совершенно одинаковых параллелограммов, которые плотно, без зазоров покрывают плоскость сечения. В пространстве пересечение трех некомпланарных систем таких линий образует пространственную сетку, которая разбивает кристалл на совокупность совершенно одинаковых параллелепипедов. Точки пересечения линий, образующих кристаллическую решетку называются узлами. Расстояния между узлами вдоль какого-то направления называется трансляциями или периодами решетки. Параллелепипед, построенный на трех некомпланарных трансляциях, называется элементарной ячейкой или параллелепипедом повторяемости решетки. Важнейшим геометрическим свойством кристаллических решеток является симметрия в расположении частиц по отношению к определенным направлениям и плоскостям. По этой причине, хотя и существует несколько способов выбора элементарной ячейки, для данной кристаллической структуры, выбирают ее так, чтобы она соответствовала симметрии решетки. Существует два признака, по которым классифицируются кристаллы: Геометрия кристаллических решеток и их элементарных ячеек определяется количеством элементов симметрии, использованных при построении данной решетки. Число возможных видов симметрии ограничено. Федоров — показал, что существует всего возможных комбинаций элементов симметрии, которые путем параллельного переноса, отражения и вращения обеспечивают плотную, то есть без зазоров и щелей упаковку элементарных ячеек в пространстве. Браве показал, что существует всего 14 типов решеток, которые различаются по виду переносной симметрии. Различают примитивные простые , базоцентрированные, обьемноцентрированные и гранецентрированные решетки Браве. По характеру взаимодействия частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки и их природе кристаллы делятся на четыре типа: Ионные — в узлах кристаллической решетки располагаются ионы противоположных знаков; взаимодействие обусловлено электростатическими силами притяжения ионная или гетерополярная связь. Атомные — в узлах кристаллической решетки располагаются нейтральные атомы, удерживающиеся в узлах гомеополярными, или ковалентными связями. Металлические — в узлах кристаллической решетки располагаются положительные ионы металла; свободные электроны образуют, так называемый, электронный газ, который и обеспечивает связь ионов. Молекулярные — в узлах кристаллической решетки располагаются нейтральные молекулы, силы взаимодействия между которыми обусловлены незначительным смещением электронного облака атома поляризационные или ван-дер-ваальсовские силы. Кристаллические тела можно разделить на две группы: Для монокристаллов наблюдается единая кристаллическая решетка в объеме всего тела. И хотя внешняя форма монокристаллов одного вида может быть разной, углы между соответствующими гранями будут всегда одинаковыми. Характерной особенностью монокристаллов является анизотропия механических, тепловых, электрических, оптических и др. Монокристаллы нередко встречаются в естественном состоянии в природе. Например, большинство минералов — хрусталь, изумруды, рубины. В настоящее время в производственных целях многие монокристаллы выращивают искусственно из растворов и расплавов - рубины, германий, кремний, арсенид галия. Один и тот же химический элемент может образовать несколько, отличающихся по геометрии, кристаллических структур. Это явление получило название - полиморфизма. Например, углерод — графит и алмаз; лед пять модификаций и др. Правильная внешняя огранка и анизотропия свойств, как правило, не проявляются для кристаллических тел. Это объясняется тем, что кристаллические твердые тела обычно состоят из множества беспорядочно ориентированных мелких кристалликов. Такие твердые тела называются поликристаллическими. Связано это с механизмом кристаллизации: Зародившиеся кристаллы расположены и ориентированы друг по отношению к другу совершенно хаотически. По этой причине по окончании процесса мы получаем твердое тело в виде конгломерата сросшихся мелких кристалликов — кристаллитов. Реальные кристаллы обладают рядом нарушений идеальной структуры, которые называются дефектами кристаллов:. С энергетической точки зрения различие между кристаллическими и аморфными твердыми телами хорошо прослеживаются в процессе отвердевания и плавления. Кристаллические тела имеют точку плавления — температуру, когда вещество устойчиво существует в двух фазах — твердой и жидкой рис1. Переход молекулы твердого тела в жидкость означает, что она приобретает дополнительно три степени свободы поступательного движения. Кроме того, меняется расстояние между частицами. Поэтому в целом количество теплоты необходимое для превращения единицы массы кристалла в жидкость будет:. Согласно уравнению Клайперона - Клаузиуса температура плавления зависит от давления:. У аморфных тел теплота плавления отсутствует. Нагревание приводит к постепенному увеличению скорости теплового движения и уменьшению вязкости. На графике процесса имеется точка перегиба, которую условно называют температурой размягчения. Фазой называется термодинамическое равновесное состояние вещества, отличающееся по физическим свойствам от других возможных равновесных состояний того же вещества. Переход вещества из одной фазы в другую — фазовый переход - всегда связан с качественными изменениями свойств тела. Примером фазовых переходов могут служить изменения агрегатного состояния. Пример, превращение алмаза в графит. Различают два вида фазовых переходов. Фазовый переход 1 рода — сопровождается поглощением или выделением теплоты, изменением объема и протекает при постоянной температуре. Фазовые переходы 2 рода — протекают без выделения или поглощения тепла, с сохранением величины объема, но скачкообразным изменением теплоемкости. Для химически однородного вещества понятие фазы совпадает с понятием агрегатное состояние. Рассмотрим для такой системы фазовые превращения, используя для наглядности диаграмму состояния рис2. На ней в координатах Р и Т задается зависимость между температурами фазовых переходов и давлением. Эти зависимости в виде кривых испарения ОИ , плавления ОП и сублимации ОС и образуют диаграмму состояния. Точка О пересечения кривых определяет условия Т и Р , когда все три агрегатных состояний вещества находятся в термодинамическом равновесии. По этой причине она называется тройной точкой. Например, тройная точка воды является одной из реперных точек 0 0 С температурной шкалы Цельсия. Кривая испарения заканчивается критической точкой - К. Как видно из диаграммы, существует возможность непрерывного перехода жидкости в газообразную фазу без пересечения кривой испарения, то есть без присущих такому переходу фазовых превращений. При давлении меньшим, Р — тройной точки, вещество может существовать только в двух фазах: Причем, при температурах, меньших Т тр. Такой процесс называется сублимацией или возгонкой. Вещество в зависимости от условий, в которых оно находится, может иметь разные агрегатные состояния: Главным образом это зависит от температуры Т и давления — р. Значения этих параметров определяет характер взаимодействия между молекулами от чего, в свою очередь, зависит структура и свойства вещества. Жидкости в этом смысле занимают промежуточное положение между газами и твердыми телами. В частности, для жидкости, как и для кристаллических тел, характерно наличие определённого объёма, и вместе с тем жидкость, подобно газу, принимает форму сосуда, в котором находится. Тем не менее жидкость нельзя рассматривать просто как сильно сжатый газ: В первую очередь это относится к различию в характере теплового движения молекул жидкости и газа. Свойства жидкостей их структура, особенности движения молекул представляют особый интерес для биофизиков и медиков, так как биоорганизмы больше, чем на половину состоят из жидкостей. Обмен веществ, снабжение клеток кислородом, выведение из организмов продуктов жизнедеятельности обеспечивается именно перемещением жидкостей. Молекулы в жидкостях находятся значительно ближе друг к другу, чем в газах. По этой причине силы межмолекулярного взаимодействия в жидкости значительно больше, чем в газе. Например, для воды ван-дер-ваальсово давление равно примерно 11 атмосфер. Именно этой огромной величиной молекулярного давления объясняется ничтожно малая сжимаемость жидкостей даже при значительном изменении внешнего давления. Структура жидкостей их молекулярное строение характерна тем, что расстояние между частицами является неодинаковым и непостоянным. В расположении молекул и атомов наблюдается ближний порядок. Это означает, что ближайшие соседи каждой молекулы по отношению друг к другу имеют определенную ориентацию и расположение. Наличие ближнего порядка в расположении молекул жидкости подтверждено данными рентгеноструктурного анализа. В целом это обуславливает изотропию свойств жидкостей. Исключение в этом плане составляют жидкости с удлиненной или дискообразной формой молекул, для которых, при определенных условиях, упорядоченная ориентация частиц наблюдается в пределах значительных объёмов. Такие жидкости получили название жидких кристаллов, так как для них, в силу указанной особенности структуры, наблюдается анизотропия механических, оптических, электрических и др. Тепловое движение частиц жидкости, по теории Я. В случае несферической формы молекулы жидкости могут совершать кроме колебаний также вращательное и вращательно-колебательное движения. Такая структура жидкостей и характер поведения её молекул обеспечивает сильно выраженную самодиффузию частиц жидкости и её основное свойство — текучесть. Вместе с тем, жидкости практически несжимаемы и сохраняют свой объем подобно твердым телам. Сближает жидкости с твердыми телами и то обстоятельство, что они способны сопротивляться растяжению. По сравнению с газами жидкости обладают значительным коэффициентом теплового расширения. Молярные теплоёмкости С р и С V для жидкостей тоже существенно отличаются от соответствующих значений для их паров. Интересно отметить, что для жидкостей не выполняется уравнение Майера: Последнее изменение этой страницы: Все права принадлежать их авторам. Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления. СТРУКТУРА И ОБЩИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ.
Основные физические свойства жидкости
Водитель для веры где снимался
https://gist.github.com/f9a113f37594158332cbe8d828193964
https://gist.github.com/dfea029fb15d81141f7e5325ff225ea1