الخصائص السبع لأهم السوائل - علم - 2025

تعمل خصائص السوائل على تحديد التركيب الجزيئي والخصائص الفيزيائية لإحدى حالات المادة.

الأكثر دراسة هي الانضغاطية ، التوتر السطحي ، التماسك ، الالتصاق ، اللزوجة ، نقطة التجمد والتبخر.

السائل هو إحدى الحالات الثلاث لتجمع المادة ، والحالتان الأخريان صلبة وغازية. توجد حالة رابعة للمادة ، وهي البلازما ، ولكنها تحدث فقط في ظروف الضغط الشديد ودرجات الحرارة.

المواد الصلبة هي مواد تحافظ على شكلها ويمكن من خلالها التعرف عليها بسهولة ككائنات. الغازات عبارة عن مواد تطفو في الهواء وتنتشر فيه ، ولكن يمكن حصرها في حاويات مثل الفقاعات والبالونات.

السوائل في منتصف الحالة الصلبة والغازية. بشكل عام ، من خلال إجراء تغييرات في درجة الحرارة و / أو الضغط ، من الممكن جعل السائل يمر في أي من الحالتين الأخريين.

هناك عدد كبير من المواد السائلة الموجودة على كوكبنا. وتشمل هذه السوائل الزيتية والسوائل العضوية وغير العضوية والبلاستيك والمعادن مثل الزئبق. إذا كان لديك أنواع مختلفة من الجزيئات من مواد مختلفة مذابة في سائل يطلق عليه محلول ، مثل العسل وسوائل الجسم والكحول والمحلول الملحي الفسيولوجي.

الخصائص الرئيسية للحالة السائلة

1- قابلية الانضغاط

المسافة المحدودة بين جزيئاتها تجعل السوائل مادة غير قابلة للضغط تقريبًا. بمعنى آخر ، الضغط لإجبار كمية معينة من السائل في مساحة صغيرة جدًا على حجمها أمر صعب للغاية.

تستخدم العديد من مصدات السيارات أو الشاحنات الكبيرة سوائل مضغوطة ، مثل الزيوت ، في أنابيب مغلقة. هذا يساعد على امتصاص ومواجهة الزحام المستمر الذي يمارسه الجنزير على العجلات ، والسعي إلى أقل نقل للحركة إلى هيكل السيارة.

2- تغييرات الدولة

قد يؤدي تعريض السائل إلى درجات حرارة عالية إلى تبخره. تسمى هذه النقطة الحرجة بنقطة الغليان وتختلف حسب المادة. تزيد الحرارة من الفصل بين جزيئات السائل حتى تنفصل بما يكفي لتشتت كغاز.

أمثلة: يتبخر الماء عند 100 درجة مئوية ، والحليب عند 100.17 درجة مئوية ، والكحول عند 78 درجة مئوية ، والزئبق عند 357 درجة مئوية.

في الحالة العكسية ، فإن تعريض السائل لدرجات حرارة منخفضة جدًا من شأنه أن يؤدي إلى تصلبها. هذا يسمى نقطة التجمد وسيعتمد أيضًا على كثافة كل مادة. يبطئ البرودة حركة الذرات ، مما يزيد من جاذبيتها بين الجزيئات بما يكفي لتصلبها إلى الحالة الصلبة.

أمثلة: الماء يتجمد عند 0 درجة مئوية ، والحليب بين -0.513 درجة مئوية و -0.565 درجة مئوية ، والكحول عند -114 درجة مئوية ، والزئبق عند درجة حرارة -39 درجة مئوية تقريبًا.

وتجدر الإشارة إلى أن خفض درجة حرارة الغاز حتى يصبح سائلاً يسمى التكثيف ، ويمكن أن يؤدي تسخين مادة صلبة بدرجة كافية إلى صهرها أو صهرها إلى حالة سائلة. هذه العملية تسمى الاندماج. تشرح دورة المياه تمامًا كل عمليات تغير الحالة هذه.

3- التماسك

إنه ميل نفس النوع من الجسيمات لجذب بعضها البعض. هذا التجاذب بين الجزيئات في السوائل يسمح لها بالحركة والتدفق متماسكة حتى تجد طريقة لتعظيم هذه القوة الجذابة.

التماسك يعني حرفيًا "عمل الالتصاق معًا". تحت سطح السائل قوة التماسك بين الجزيئات هي نفسها في جميع الاتجاهات. ومع ذلك ، على السطح ، تمتلك الجزيئات فقط هذه القوة الجاذبة تجاه الجوانب وخاصة تجاه داخل جسم السائل.

هذه الخاصية مسؤولة عن السوائل لتكوين الكرات ، وهو الشكل الذي يحتوي على أقل مساحة سطحية لزيادة التجاذب بين الجزيئات.

في ظل ظروف انعدام الجاذبية ، سيظل السائل يطفو في كرة ، لكن عندما تجذب الكرة للداخل بالجاذبية ، فإنها تخلق شكل القطرة المألوف في محاولة للبقاء عالقًا معًا.

يمكن تقدير تأثير هذه الخاصية بالقطرات على الأسطح المستوية ؛ لا تتشتت جسيماتها بواسطة قوة التماسك. أيضا في صنابير مغلقة مع تقطير بطيء ؛ يعمل التجاذب بين الجزيئات على تماسكها حتى تصبح ثقيلة جدًا ، أي عندما يتجاوز الوزن القوة المتماسكة للسائل ، فإنه يسقط ببساطة.

4- التوتر السطحي

إن قوة التماسك على السطح مسؤولة عن تكوين طبقة رقيقة من الجسيمات تنجذب إلى بعضها البعض أكثر من انجذابها إلى الجسيمات المختلفة من حولها ، مثل الهواء.

ستسعى جزيئات السائل دائمًا إلى تقليل مساحة السطح عن طريق جذب نفسها نحو الداخل ، مما يعطي إحساسًا بوجود جلد واقي.

طالما لم يتم إزعاج هذا الانجذاب ، يمكن أن يكون السطح قويًا بشكل لا يصدق. يسمح هذا التوتر السطحي ، في حالة الماء ، لبعض الحشرات بالانزلاق والبقاء على السائل دون أن تغرق.

من الممكن الاحتفاظ بأجسام صلبة مسطحة على سائل إذا سعى المرء إلى تشويش جاذبية جزيئات السطح بأقل قدر ممكن. يتم تحقيقه من خلال توزيع الوزن على طول وعرض الجسم بحيث لا يتجاوز قوة التماسك.

تختلف قوة التماسك والتوتر السطحي حسب نوع السائل وكثافته.

5- الانضمام

إنها قوة التجاذب بين أنواع مختلفة من الجسيمات ؛ كما يوحي اسمها ، فهي تعني حرفياً "الالتزام". في هذه الحالة ، توجد بشكل عام على جدران حاويات الحاويات السائلة وفي المناطق التي تتدفق فيها.

هذه الخاصية مسؤولة عن السوائل التي ترطب المواد الصلبة. يحدث عندما تكون قوة الالتصاق بين جزيئات السائل والصلب أكبر من قوة التماسك بين الجزيئات للسائل النقي.

6- الشعيرية

قوة الالتصاق مسؤولة عن صعود وهبوط السوائل عند التفاعل الجسدي مع مادة صلبة. يمكن إثبات هذا الإجراء الشعري في الجدران الصلبة للحاويات ، حيث يميل السائل إلى تكوين منحنى يسمى الغضروف المفصلي.

قوة التصاق أكبر وقوة تماسك أقل ، يكون الغضروف المفصلي مقعرًا وإلا يكون الغضروف المفصلي محدبًا. سوف ينحني الماء دائمًا لأعلى حيث يتلامس مع الحائط وينحني الزئبق لأسفل ؛ السلوك الذي يكاد يكون فريدًا في هذه المادة.

تفسر هذه الخاصية سبب ارتفاع العديد من السوائل عندما تتفاعل مع أجسام ضيقة جدًا مثل القش أو الأنابيب. كلما كان قطر الأسطوانة أضيق ، ستؤدي قوة الالتصاق بجدرانها إلى دخول السائل داخل الحاوية على الفور تقريبًا ، حتى مقابل قوة الجاذبية.

7- اللزوجة

إنها القوة أو المقاومة الداخلية للتشوه التي يقدمها السائل عندما يتدفق بحرية. يعتمد بشكل أساسي على كتلة الجزيئات الداخلية والاتصال بين الجزيئات الذي يجذبها. يقال إن السوائل المتدفقة الأبطأ تكون أكثر لزوجة من السوائل الأسهل والأسرع.

على سبيل المثال ، زيت المحرك أكثر لزوجة من البنزين ، والعسل أكثر لزوجة من الماء ، وشراب القيقب أكثر لزوجة من الزيت النباتي.

لكي يتدفق السائل ، فإنه يحتاج إلى تطبيق قوة ؛ على سبيل المثال الجاذبية. لكن من الممكن تقليل لزوجة المواد عن طريق استخدام الحرارة. الزيادة في درجة الحرارة تجعل الجزيئات تتحرك بشكل أسرع مما يسمح للسائل بالتدفق بسهولة.

مزيد من الحقائق حول السوائل

كما هو الحال في جسيمات المواد الصلبة ، تخضع جسيمات السوائل لجاذبية دائمة بين الجزيئات. ومع ذلك ، توجد مساحة أكبر بين الجزيئات في السوائل ، مما يسمح لها بالحركة والتدفق دون البقاء في وضع ثابت.

يحافظ هذا التجاذب على حجم السائل الثابت ، وهو ما يكفي لتماسك الجزيئات معًا عن طريق الجاذبية دون أن تتشتت في الهواء كما في حالة الغازات ، ولكن ليس كافيًا لإبقائها في شكل محدد كما في حالة الغازات. حالة المواد الصلبة.

بهذه الطريقة ، سوف يسعى السائل إلى التدفق والانزلاق من مستويات عالية ليشمل الجزء الأدنى من الحاوية ، وبالتالي يأخذ شكله ، ولكن دون تغيير حجمه. عادة ما يكون سطح السوائل مسطحًا بفضل الجاذبية التي تضغط على الجزيئات.

كل هذه الأوصاف المذكورة أعلاه تشهدها الحياة اليومية في كل مرة تمتلئ فيها أنابيب الاختبار ، والأطباق ، والأكواب ، والقوارير ، والزجاجات ، والمزهريات ، وخزانات الأسماك ، والخزانات ، والآبار ، وأحواض الأسماك ، وأنظمة الأنابيب ، والأنهار ، والبحيرات ، والسدود.

حقائق ممتعة عن الماء

الماء هو السائل الأكثر شيوعًا ووفرة على وجه الأرض ، وهو أحد المواد القليلة التي يمكن العثور عليها في أي من الحالات الثلاث: المادة الصلبة على شكل جليد ، وحالتها السائلة العادية ، والمادة الغازية على شكل بخار. ماء.

• إنه السائل غير المعدني ذو أعلى قوة تماسك.
• إنه السائل الشائع ذو التوتر السطحي الأعلى باستثناء الزئبق.
• تتمدد معظم المواد الصلبة عندما تذوب. يتمدد الماء عندما يتجمد.
• العديد من المواد الصلبة أكثر كثافة من حالاتها السائلة المقابلة. الجليد أقل كثافة من الماء ، ولهذا السبب يطفو.
• إنه مذيب ممتاز. يطلق عليه المذيب العالمي

المراجع

1. ماري باجلي (2014). خواص المادة: السوائل. العلوم الحية. تعافى من Livescience.com.
2. ساتيا شيتي. ما هي خصائص السائل؟ مقالات الحفاظ. تعافى من preservearticles.com.
3. جامعة واترلو. الحالة السائلة. الصفحة الرئيسية CAcT. كلية العلوم. تعافى من uwaterloo.ca.
4. مايكل بلابر (1996). خصائص السوائل: اللزوجة والتوتر السطحي - القوى بين الجزيئات. جامعة ولاية فلوريدا - قسم العلوم الطبية الحيوية. تعافى من mikeblaber.org.
5. مجموعات قسم التعليم الكيميائي. Proerties من السوائل. شبكة البحث بودنر. جامعة بوردو - كلية العلوم. تعافى من chemed.chem.purdue.edu.
6. أساسيات السائل. استوديوهات أندرو رادير. تعافى من chem4kids.com.
7. خصائص السوائل. قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية. جامعة ولاية فلوريدا ، تالاهاسي. تعافى من chem.fsu.edu.
8. موسوعة الأمثلة (2017). أمثلة على المواد الصلبة والسوائل والغازية. تعافى من example.co.