אנו מסבירים מהו המצב הנוזלי ומהם המאפיינים הפיזיקליים של מצב החומר הזה. דוגמאות לנוזלים.
מהו המצב הנוזלי?
מצב נוזלי (או פשוט נוזל) נקרא מצב של חומר שנחשב ביניים בין מצב מוצק וה גזי, מאז שלהם חלקיקים הם קרובים מספיק זה לזה כדי לשמור על לכידות מינימלית, תוך שהם מפוזרים מספיק כדי לאפשר נזילות ושינוי צורה.
החלקיקים של תרכובת נוזלית רחוקים יותר מאלה של תרכובת מוצקה, אך קרובים יותר מאלו של תרכובת גזי. מסיבה זו תרכובות מוצקות הן קשיחות וגזים מתפזרים. כדי שמוצק יהפוך לנוזל יש צורך לספק אנרגיה קלורית עד ה היתוך. מצד שני, כדי שגז יהפוך לנוזל יש צורך להפחית ממנו אנרגיית חום עד ל הִתְעַבּוּת.
דרך נוספת להעביר מתחם ממצב אחד לאחר היא על ידי שינוי התנאים של לַחַץ. לדוגמה, אם הלחץ של גז גדל, שמירה על מסוים טֶמפֶּרָטוּרָה, החלקיקים שלו יתחילו להתקרב זה לזה, הם יתחילו לקיים אינטראקציה והוא כנראה יעבור למצב נוזלי.
תרכובות רבות נשארות במצב נוזלי בטמפרטורה רגילה (25 ⁰C). דוגמה לכך היא מים. אבל על ידי הורדת הטמפרטורה שלו על ידי נסיגה חוֹם, ניתן להפוך למוצק בהקפאה או התמצקות. מצד שני, על ידי הגדלת הטמפרטורה שלהם על ידי אספקת חום, הם יכולים להפוך לגזים על ידי אידוי.
מאפיינים פיזיים של המצב הנוזלי
לחומר במצב נוזלי יש את המאפיינים הפיזיקליים הבסיסיים הבאים:
- צוּרָה. לנוזלים אין צורה מוגדרת, ולכן הם רוכשים את זו של המיכל שבו הם כלולים. לכוס מים תהיה צורה של כוס, אבל טיפת מים נופלת תהיה בעלת צורה חצי כדורית בגלל מתח הפנים של הנוזל הזה וה- כוח משיכה.
- שֶׁטֶף. זהו מאפיין ייחודי של נוזלים וגזים, המאפשר להם לעבור באופן ספונטני ממיכל אחד למשנהו. זה יכול להתרחש דרך תעלות צרות או בצורה משתנה, שכן חלקיקי נוזל, בהיותם חסרי צורה, יכולים להחליק, לזוז ולהחליק.
- צְמִיגוּת. הצמיגות של נוזלים היא שלהם סיבולת לזרום ולעוות. זה מתרחש עקב הכוחות הפנימיים של חלקיקיו, שפעולתם מאטה את העיוות שלו כאשר הוא נשפך או נשמט. לפיכך, נוזלים צמיגים יותר (כגון נֵפט או זפת) זורמים לאט, כשהחלקיקים שלהם נצמדים יותר זה לזה. לעומת זאת, נוזלים בעלי צמיגות נמוכה (כגון מים וה כּוֹהֶל) לזרום במהירות.
- דְבֵקוּת. נוזלים יכולים להידבק למשטחים. דוגמה לכך היא הטיפות שנשארות על חפצים לאחר טבילה בנוזל.
- מתח פנים. זוהי תכונה של פני השטח של נוזלים. זה מורכב מההתנגדות שמציבים נוזלים כדי להגדיל את שטח הפנים שלהם ליחידת שטח. זה מסביר מדוע חלק מהנוזלים מקבלים צורות מסוימות, כגון הצורה הכדורית של טיפות מים. גם בגלל מתח פני השטח, לנוזלים יש התנגדות לחדירת עצמים עד שוליים מסוימים, כאילו מדובר בשכבה אלסטית. מסיבה זו חלק מהחרקים "הולכים" על המים ועלי השלכת של העצים נשארים עליהם מבלי לשקוע. מתח פני השטח קשור ישירות לצפיפות.
- צְפִיפוּת. זוהי כמות המסה שנמצאת בחלק מסוים כרך של א חומר. כוחות צפיפות ולכידות (כוחות המחזיקים את חלקיקי המוצקים והנוזלים יחד) קשורים זה לזה. הלכידות נמוכה יותר בנוזלים מאשר במוצקים, אך היא עדיין מאפשרת להם לתפוס נפח מסוים בחלל.
דוגמאות למצב נוזלי
כמה דוגמאות לחומר במצב נוזלי הן:
- מים. החומר הנפוץ ביותר על הפלנטה שלנו והממס האוניברסלי של חומר ידוע. זהו הנוזל פר אקסלנס בטמפרטורת החדר. אולי יש בו הרבה חומרים מומסים, אבל הנזילות שלו נשמרת.
- המרקורי. היחיד מַתֶכֶת אשר בטמפרטורת החדר נשאר נוזלי, ויוצר טיפות מושלמות של צבע כסף מבריק.
- השתן. שתן הוא נוזל צהבהב בעל תכולה גבוהה של אוריאה ואמוניה, בו נפלטים מהגוף פסולת רעילה ופסולת מטבולית.
- חלב. זהו חומר תזונתי שכלבים נקבות יונקים הם מפרישים דרך בלוטות החלב. זה נוזל של צֶבַע לבן ועתיר שומן.
- בֶּנזִין. זוהי אחת הנגזרות הפופולריות ביותר של נֵפט. זה חומר עשיר ב פחמימנים ובאופן קיצוני לתדלק, מה שהופך אותו לקלט עבור מנועים והתקנים אחרים שיוצרים תְנוּעָה אוֹ חַשְׁמַל.
- חומצה גופרתית. זהו סוג של חומצה נפוץ במעבדות. יש לו רמת קורוזיביות גבוהה מאוד והוא יכול להזיק מאוד במגע איתו חומר אורגני חַי.