Šķidrumi, to agregātstāvokļi, vielas sastāvs, uzbūve

Vielas šķidrā agregātstāvoklī.

Sķidrums ir viela kondensētā agregātstāvoklī, kuru var uzskatīt par starpstāvokli starp gāzi un cietvielu. Tādēļ šķidrumiem ir raksturīgas vairākas gāzu un arī cietvielu īpašības. Tā, piemēram, šķidrumu saspiežamība ir robežās starp gāzu un cietvielu saspiežmību (tuvāk cietvielām). Sķidrumam, tāpat kā gāzei, raksturīga plūstamība, bet, tāpat kā cietvielai, - elastība. Līdzīgi cietvielai šķidrums saglabā tilpumu, bet līdzīgi gāzei – nesaglabā formu. Sķidruma molekulu siltumkustība ir to svārstības ap līdzsvara stāvokļiem. Tas raksturīgs arī cietvielām. Taču molekulu līdzsvara stāvokļi nav stabili un laikā mainās. Sķidruma pastāvēšanu ierobežo temperatūras intervāls: zemās temperatūrās šķidrums pārvēršas par cietvielu, augstās temperatūrās – par gāzi. Katrai vielai ir raksturīga kritiskā temperatūra Tk, virs kuras nekādā spiedienā gāze nevar kondensēties par šķidrumu. Visām vielām raksturīga tikai viena šķidrā stāvokļa modifikācija (izņemot šķidro hēliju, kas vispār nav īpašs šķidrums).


Sķidrumu uzbūve un molekulu kustība šķidrumos.

Sķidrumi vienmēr ieņem noteiktu tilpumu, taču atkarībā no cietiem ķermeņiem tie ir plūstoši un nesaglabā noteiktu formu. Sķidrumos nav fizikālo īpašību anizotropijas. Dažādi šķidrumi labi sajaucas cits ar citu. Pārejot no cieta agregātstāvokļa šķidrā, vielas blīvums mainās samērā maz. No tā izriet, ka vidējais attālums starp blakus esošām daliņām šķidrumos ir tikai nedaudz lielāks nekā cietos ķermeņos un škidruma molekulas nav tik telpiski lokalizētas kā daliņas cietvielās. Sķidrumos molekulas grupējas cieši cita pie citas, veidojot t.s. pseidokodolus. Pseidokodolos molekulu izvietojums ir regulārs, taču šāds izvietojums nesaglabājas lielos attālumos, kā tas ir kristālos. Starp pseidokodoliem ir spraugas. Sķidruma molekulas svārstās ap līdzsvara stāvokļiem pseidokodolos, taču laiku pa laikam tās „pārlec” uz jaunu pseidokodolu un tur kādu laiku svārstās ap jauno līdzsvara stāvokli. Laika intervāls, kurā molekulas svārstās ap līdzsvara stāvokli, ir mazs. Tā, piemēram, ūdens molekulai istabas temperatūrā tas ir apmēram viena simtmiljardā daļa sekundes. Vienas svārstības periods ir apmēram 10-12 s. Pazeminoties šķidruma temperatūrai, molekula svārstās ilgāk ap līdzsvara stāvokli. Ar šiem molekulu pārlēcieniem izskaidrojama šķidrumu plūstamība. Ja šķidrums neplūst, tad molekulu pārlēcieni no viena līdzsvara stāvokļa citā notiek vienādi visos virzienos. Iedarbojoties ārējam spēkam, pārlēcieni visvairāk notiek spēka darbības virzienā, tāpēc arī šķidrumi plūst un ieņem trauka formu. Lai šķidrums plūstu, ārējā spēka iedarbības laikam jābut daudz reižu lielākam par to laika intervālu, kurā molekula svārstās ap līdzsvara stāvokli. Ja ārējās iedarbības laiks ir mazāks par šo laika intervālu, tad molekulas nepaspēj pārvietoties un šķidrums izturas līdzīgi cietvielai. Piemēram, šķidrums, uz kuru iedrabojas ar ļoti ātriem triecieniem, kļūst elastīgs, pat trausls.



Sķidruma virsmas īpašības.

…