մակերեսային լարվածության տարածքը. Սկսեք գիտության մեջ: Ջրի մակերևութային լարվածության գործակիցը

Ջրի մակերեսային լարվածությունը ջրի ամենահետաքրքիր հատկություններից է։

Ահա այս տերմինի որոշ սահմանումներ իրավասու աղբյուրներից:

Մակերեւութային լարվածությունը...

Մեծ բժշկական հանրագիտարան

Մակերեւութային լարվածությունը (P. n.) ձգողական ուժն է, որով մակերևույթի թաղանթի յուրաքանչյուր հատված (հեղուկի ազատ մակերեսը կամ երկու փուլերի միջև եղած ցանկացած միջերես) գործում է մակերեսի հարակից մասերի վրա։ Ներքին ճնշումը և P. n. Հեղուկի մակերեսային շերտը իրեն պահում է առաձգական ձգվող թաղանթի պես։ Համաձայն գլ. arr. Լապլաս (Laplace), հեղուկ մակերեսների այս հատկությունը կախված է «ձգողականության մոլեկուլային ուժերից, որոնք արագորեն նվազում են հեռավորության հետ: Միատարր հեղուկի ներսում յուրաքանչյուր մոլեկուլի վրա ազդող ուժերը նրան շրջապատող մոլեկուլներից փոխադարձաբար հավասարակշռված են։ Բայց մակերևույթի մոտ մոլեկուլային ձգողության ուժն ուղղված է դեպի ներս. այն ձգտում է մակերեսային մոլեկուլները քաշել հեղուկի մեծ մասի մեջ: Արդյունքում, ամբողջ մակերեսային շերտը, առաձգական ձգված թաղանթի նման, շատ զգալի ճնշում է գործադրում հեղուկի ներքին զանգվածի վրա՝ մակերեսին նորմալ ուղղությամբ։ Ըստ հաշվարկների՝ այս «ներքին ճնշումը», որի տակ գտնվում է հեղուկի ողջ զանգվածը, հասնում է մի քանի հազար մթնոլորտի։ Այն մեծանում է ուռուցիկ մակերեսի վրա, իսկ գոգավոր մակերեսի վրա՝ նվազում։ Ազատ էներգիայի նվազագույնի հակման շնորհիվ ցանկացած հեղուկ հակված է ստանալ այնպիսի ձև, որում նրա մակերեսը՝ մակերեսային ուժերի գործողության վայրը, ունի ամենափոքր հնարավոր արժեքը: Որքան մեծ է հեղուկի մակերեսը, այնքան մեծ է նրա մակերեսային թաղանթի զբաղեցրած տարածքը, այնքան մեծ է ազատ մակերևույթի էներգիայի քանակությունը, որը թողարկվում է դրա կծկման ընթացքում: Լարվածությունը, որով կծկվող մակերևույթի թաղանթի յուրաքանչյուր հատված գործում է հարակից մասերի վրա (ազատ մակերեսին զուգահեռ ուղղությամբ) կոչվում է լարվածություն։ Ի տարբերություն առաձգական ձգված մարմնի առաձգական լարվածության, P. n. չի թուլանում, քանի որ մակերեսային թաղանթը սեղմվում է: … Մակերեւութային լարվածությունը հավասար է այն աշխատանքին, որը պետք է արվի հեղուկի ազատ մակերեսը մեկով մեծացնելու համար: P. n. դիտվում է հեղուկի սահմանին գազով (նաև սեփական գոլորշիով), այլ չխառնվող հեղուկով կամ պինդ մարմնի հետ։ Նույն կերպ, պինդ մարմինն ունի P. n. գազերի և հեղուկների միջերեսում: Ի տարբերություն P. n.-ի, երամակ հեղուկը (կամ պինդ մարմինը) իր ազատ մակերեսին, որը սահմանակից է գազային միջավայրին, ունի երկու հեղուկ (կամ հեղուկ և պինդ) փուլերի ներքին սահմանի վրա լարվածություն, հարմար է նշանակել ընդունված հատուկ տերմին. գերմանական գրականության մեջ «սահմանային լարվածություն» տերմինը (Grenzflachenspannung): Եթե ​​նյութը լուծվում է հեղուկի մեջ, որն իջեցնում է նրա Պ. ն., այնուհետև ազատ էներգիան նվազում է ոչ միայն սահմանային մակերեսի չափը նվազեցնելու միջոցով, այլև կլանման միջոցով. մակերեսային ակտիվ (կամ մազանոթային ակտիվ) նյութը հավաքվում է մակերևութային շերտում ավելացված կոնցենտրացիայի մեջ ...
…

Մեծ բժշկական հանրագիտարան. 1970 թ

Վերոհիշյալ բոլորը կարելի է ամփոփել այսպես՝ մոլեկուլները, որոնք գտնվում են ցանկացած հեղուկի, այդ թվում՝ ջրի մակերեսի վրա, ձգվում են հեղուկի ներսում մնացած մոլեկուլներով, ինչի արդյունքում առաջանում է մակերևութային լարվածություն։ Մենք շեշտում ենք, որ սա այս գույքի պարզեցված ըմբռնումն է:

Ջրի մակերևութային լարվածությունը

Այս հատկության ավելի լավ հասկանալու համար մենք ներկայացնում ենք իրական կյանքում ջրի մակերևութային լարվածության մի քանի դրսևորումներ.

• Երբ մենք տեսնում ենք, որ ջուրը կաթում է ծորակի ծայրից՝ լցնելու փոխարեն, սա ջրի մակերեսային լարվածությունն է.
• Երբ թռիչքի ժամանակ անձրևի կաթիլը ստանում է կլորացված, մի փոքր երկարաձգված ձև, սա ջրի մակերեսային լարվածությունն է.
• Երբ անջրանցիկ մակերեսի վրա ջուրը ստանում է գնդաձև ձև, սա ջրի մակերևութային լարվածությունն է.
• Ջրի մակերևութային լարվածության դրսևորում է նաև ջրային մարմինների մակերևույթին քամու փչելիս առաջացող ալիքները.
• Մակերեւութային լարվածության պատճառով ջուրը տարածության մեջ ստանում է գնդաձև ձև.
• Ջրի սայթաքող միջատը մնում է ջրի մակերեսին հենց ջրի այս հատկության շնորհիվ.
• Եթե ​​ասեղը խնամքով դրվի ջրի մակերեսին, այն կթողնի;
• Եթե ​​տարբեր խտության և գույնի հեղուկներ հերթափոխով լցվեն բաժակի մեջ, կտեսնենք, որ դրանք չեն խառնվում.
• Մակերեւութային լարվածության հրաշալի դրսեւորում են նաեւ ծիածանափայլ օճառի փուչիկները։

Մակերեւութային լարվածության գործակիցը

Պոլիտեխնիկական տերմինաբանական բացատրական բառարան

Մակերեւութային լարվածության գործակիցը մակերևութային լարվածության ուժի գծային խտությունն է հեղուկի մակերեսի վրա կամ երկու չխառնվող հեղուկների միջերեսում։

Պոլիտեխնիկական տերմինաբանական բացատրական բառարան. Կազմողներ՝ Վ.Բուտակով, Ի.Ֆագրադյանց։ 2014 թ

Ստորև մենք տալիս ենք մակերևութային լարվածության գործակցի (C.T.S.) արժեքները տարբեր հեղուկների համար 20 ° C ջերմաստիճանում.

• K. p. n. ացետոն - 0,0233 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. բենզոլ - 0,0289 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. թորած ջուր - 0,0727 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. գլիցերին - 0,0657 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. կերոսին - 0,0289 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. սնդիկ - 0,4650 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. էթիլային սպիրտ - 0,0223 Նյուտոն / մետր;
• K. p. n. եթեր - 0,0171 Նյուտոն / մետր:

Ջրի մակերևութային լարվածության գործակիցը

Մակերեւութային լարվածության գործակիցը կախված է հեղուկի ջերմաստիճանից։ Մենք ներկայացնում ենք դրա արժեքները ջրի տարբեր ջերմաստիճաններում:

• 0 ° C ջերմաստիճանում - 75,64 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 10 ° C ջերմաստիճանում - 74,22 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 20 ° C ջերմաստիճանում - 72,25 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 30 ° C ջերմաստիճանում - 71,18 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 40 ° C ջերմաստիճանում - 69,56 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 50 ° C ջերմաստիճանում - 67,91 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 60 ° C ջերմաստիճանում - 66.18 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 70 ° C ջերմաստիճանում - 64,42 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 80 ° C ջերմաստիճանում - 62,61 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 90 ° C ջերմաստիճանում - 60,75 σ, 10 -3 Նյուտոն / Մետր;
• 100 ° C ջերմաստիճանում - 58,85 σ, 10 -3 Նյուտոն / մետր:

Այս դասում մենք կխոսենք հեղուկների և դրանց հատկությունների մասին: Ժամանակակից ֆիզիկայի տեսանկյունից հեղուկները հետազոտության ամենադժվար առարկան են, քանի որ, համեմատած գազերի հետ, այլևս չի կարելի խոսել մոլեկուլների միջև աննշան փոխազդեցության էներգիայի մասին, իսկ պինդ մարմինների համեմատ՝ չի կարելի խոսել դրանց դասավորվածության մասին։ հեղուկ մոլեկուլներ (հեղուկի մեջ չկա հեռահար կարգ): Սա հանգեցնում է նրան, որ հեղուկներն ունեն մի շարք հետաքրքիր հատկություններ և դրանց դրսևորումները։ Այս դասում կքննարկվի այդպիսի հատկություն։

Նախ, եկեք քննարկենք այն հատուկ հատկությունները, որոնք ունեն հեղուկի մերձմակերևութային շերտի մոլեկուլները մեծ մասի մոլեկուլների համեմատ:

Բրինձ. 1. Մոտ մակերեսային շերտի մոլեկուլների և հեղուկի մեծ մասի մոլեկուլների տարբերությունը

Դիտարկենք երկու A և B մոլեկուլներ: A մոլեկուլը հեղուկի ներսում է, B մոլեկուլը նրա մակերեսին է (նկ. 1): A մոլեկուլը հավասարապես շրջապատված է այլ հեղուկ մոլեկուլներով, ուստի միջմոլեկուլային փոխազդեցության ոլորտ ընկած մոլեկուլներից A մոլեկուլի վրա ազդող ուժերը փոխհատուցվում են, կամ դրանց արդյունքը զրո է։

Ի՞նչ է պատահում B մոլեկուլին, որը գտնվում է հեղուկի մակերեսին: Հիշեցնենք, որ գազի մոլեկուլների կոնցենտրացիան, որը հեղուկից բարձր է, շատ ավելի քիչ է, քան հեղուկի մոլեկուլների կոնցենտրացիան: B մոլեկուլը մի կողմից շրջապատված է հեղուկ մոլեկուլներով, իսկ մյուս կողմից՝ խիստ հազվագյուտ գազի մոլեկուլներով։ Քանի որ շատ ավելի շատ մոլեկուլներ գործում են դրա վրա հեղուկի կողմից, բոլոր միջմոլեկուլային ուժերի արդյունքը կուղղվի հեղուկի ներսում:

Այսպիսով, որպեսզի մոլեկուլը հեղուկի խորքից հասնի մակերեսային շերտ, անհրաժեշտ է աշխատանք կատարել չփոխհատուցվող միջմոլեկուլային ուժերի դեմ։

Հիշեք, որ աշխատանքը պոտենցիալ էներգիայի փոփոխությունն է՝ վերցված մինուս նշանով։

Սա նշանակում է, որ մերձմակերևութային շերտի մոլեկուլները, համեմատած հեղուկի ներսում գտնվող մոլեկուլների հետ, ունեն ավելորդ պոտենցիալ էներգիա։

Այս ավելցուկային էներգիան հեղուկի ներքին էներգիայի բաղադրիչն է և կոչվում է մակերեսային էներգիա. Այն նշանակված է որպես և չափվում է, ինչպես ցանկացած այլ էներգիա, ջոուլներով:

Ակնհայտ է, որ որքան մեծ է հեղուկի մակերեսը, այնքան շատ են այդպիսի մոլեկուլները, որոնք ունեն ավելորդ պոտենցիալ էներգիա, և, հետևաբար, այնքան մեծ է մակերևութային էներգիան: Այս փաստը կարելի է գրել հետևյալ հարաբերությամբ.

,

որտեղ է մակերեսի մակերեսը և համաչափության գործակիցն է, որը մենք կանվանենք մակերեսային լարվածություն, այս գործակիցը բնութագրում է այս կամ այն ​​հեղուկը: Եկեք գրենք այս քանակի խիստ սահմանումը:

Հեղուկի մակերևութային լարվածությունը (հեղուկի մակերևութային լարվածության գործակիցը) ֆիզիկական մեծություն է, որը բնութագրում է տվյալ հեղուկը և հավասար է մակերևութային էներգիայի հարաբերակցությանը հեղուկի մակերեսին։

Մակերեւութային լարվածության գործակիցը չափվում է նյուտոններով՝ բաժանված մետրով։

Եկեք քննարկենք, թե ինչից է կախված հեղուկի մակերեսային լարվածության գործակիցը։ Սկզբից հիշենք, որ մակերևութային լարվածության գործակիցը բնութագրում է մոլեկուլների փոխազդեցության հատուկ էներգիան, ինչը նշանակում է, որ այս էներգիան փոխող գործոնները կփոխեն նաև հեղուկի մակերևութային լարվածության գործակիցը։

Այսպիսով, մակերեսային լարվածության գործակիցը կախված է.

1. Հեղուկի բնույթը («ցնդող» հեղուկների համար, ինչպիսիք են եթերը, ալկոհոլը և բենզինը, մակերեսային լարվածությունը ավելի փոքր է, քան «ոչ ցնդող»՝ ջուրը, սնդիկը և հեղուկ մետաղները):

2. Ջերմաստիճանը (որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան ցածր է մակերեսային լարվածությունը):

3. Մակերեւութային ակտիվ նյութերի առկայությունը, որոնք նվազեցնում են մակերևութային լարվածությունը (մակերևութային ակտիվ նյութեր), ինչպիսիք են օճառը կամ լվացքի փոշին:

4. Հեղուկին կից գազի հատկությունները.

Նկատի ունեցեք, որ մակերևութային լարվածության գործակիցը կախված չէ մակերեսի մակերեսից, քանի որ մեկ առանձին մերձմակերևութային մոլեկուլի համար բացարձակապես կարևոր չէ, թե նույն մոլեկուլներից քանիսն է շուրջը: Ուշադրություն դարձրեք աղյուսակին, որը ցույց է տալիս տարբեր նյութերի մակերևութային լարվածության գործակիցները ջերմաստիճանում.

Աղյուսակ 1. Հեղուկների մակերևութային լարվածության գործակիցները օդի հետ սահմանին, ժամը

Այսպիսով, մերձմակերևութային շերտի մոլեկուլներն ունեն ավելորդ պոտենցիալ էներգիա՝ համեմատած հեղուկի մեծ մասի մոլեկուլների հետ: Մեխանիկայի ընթացքում ցույց է տրվել, որ ցանկացած համակարգ ձգտում է նվազագույն պոտենցիալ էներգիայի: Օրինակ՝ որոշակի բարձրությունից նետված մարմինը հակված կլինի վայր ընկնելու։ Բացի այդ, դուք շատ ավելի հարմարավետ եք զգում պառկած վիճակում, քանի որ այս դեպքում ձեր մարմնի զանգվածի կենտրոնը գտնվում է հնարավորինս ցածր։ Ինչի՞ է հանգեցնում հեղուկի դեպքում դրա պոտենցիալ էներգիան նվազեցնելու ցանկությունը։ Քանի որ մակերևույթի էներգիան կախված է մակերեսի մակերեսից, դա նշանակում է, որ ցանկացած հեղուկի համար էներգետիկ առումով անբարենպաստ է մեծ մակերես ունենալը։ Այլ կերպ ասած, ազատ վիճակում հեղուկը հակված կլինի նվազագույնի հասցնել իր մակերեսը:

Սա հեշտ է ստուգել՝ փորձարկելով օճառի թաղանթ: Եթե ​​մետաղական շրջանակը թաթախում են օճառի լուծույթի մեջ, ապա դրա վրա գոյանում է օճառի թաղանթ, և թաղանթը ստանում է այնպիսի ձև, որ դրա մակերեսը նվազագույն է (նկ. 2):

Բրինձ. 2. Գործիչներ օճառի լուծույթից

Դուք կարող եք ստուգել մակերևութային լարվածության ուժերի առկայությունը պարզ փորձի միջոցով: Եթե ​​թելը երկու տեղով կապվում է մետաղալարերի օղակին և այնպես, որ թելի երկարությունը փոքր-ինչ ավելի մեծ է թելի ամրացման կետերը միացնող լարից, և մետաղական օղակը թաթախված է օճառի մեջ. լուծույթ (նկ. 3ա), օճառի թաղանթը կձգի օղակի ամբողջ մակերեսը, և թելը կպառկի օճառի թաղանթի վրա: Եթե ​​հիմա թաղանթը կոտրվի թելի մի կողմից, ապա թելի մյուս կողմում մնացած օճառի թաղանթը կծկվի և կձգվի թելը (նկ. 3բ):

Բրինձ. 3. Մակերեւութային լարվածության ուժերը հայտնաբերելու փորձ

Ինչու՞ դա տեղի ունեցավ: Փաստն այն է, որ վերևում մնացած օճառի լուծույթը, այսինքն՝ հեղուկը, ձգտում է նվազեցնել իր մակերեսը։ Այսպիսով, թելը վեր է քաշվում:

Այսպիսով, մենք համոզված ենք մակերեսային լարվածության ուժի առկայության մեջ։ Այժմ եկեք սովորենք, թե ինչպես հաշվարկել այն: Դա անելու համար եկեք մտքի փորձ կատարենք: Օճառի լուծույթի մեջ իջեցնենք մետաղական շրջանակը, որի կողմերից մեկը շարժական է (նկ. 4): Մենք կձգենք օճառի թաղանթը, ուժով ազդելով շրջանակի շարժական կողմի վրա: Այսպիսով, խաչաձողի վրա գործում են երեք ուժեր՝ արտաքին ուժ և երկու մակերեսային լարվածության ուժեր, որոնք գործում են ֆիլմի յուրաքանչյուր մակերևույթի երկայնքով: Օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, մենք կարող ենք դա գրել

Բրինձ. 4. Մակերեւութային լարվածության ուժի հաշվարկ

Եթե ​​արտաքին ուժի ազդեցության տակ խաչաձողը շարժվում է հեռավորության վրա, ապա այս արտաքին ուժը կաշխատի

Բնականաբար, այս աշխատանքի կատարման շնորհիվ ֆիլմի մակերեսը կավելանա, ինչը նշանակում է, որ կավելանա նաև մակերևութային էներգիան, որը մենք կարող ենք որոշել մակերևութային լարվածության գործակցի միջոցով.

Տարածքի փոփոխությունն իր հերթին կարող է որոշվել հետևյալ կերպ.

որտեղ է մետաղալարերի շրջանակի շարժական մասի երկարությունը: Հաշվի առնելով դա՝ կարող ենք գրել, որ արտաքին ուժի աշխատանքը հավասար է

Հավասարեցնելով ճիշտ մասերը (*) և (**), մենք ստանում ենք մակերեսային լարվածության ուժի արտահայտություն.

Այսպիսով, մակերևութային լարվածության գործակիցը թվայինորեն հավասար է մակերևութային լարվածության ուժին, որը գործում է մակերեսը սահմանող գծի երկարության միավորի վրա։

Այսպիսով, մենք ևս մեկ անգամ տեսանք, որ հեղուկը հակված է այնպիսի ձև ստանալու, որ դրա մակերեսը նվազագույն է: Կարելի է ցույց տալ, որ տվյալ ծավալի համար մակերեսի մակերեսը նվազագույն կլինի գնդի համար։ Այսպիսով, եթե հեղուկի վրա այլ ուժեր չեն գործում կամ դրանց ազդեցությունը փոքր է, հեղուկը հակված կլինի գնդաձև ձև ստանալ: Այսպիսով, օրինակ, ջուրն իրեն կպարգևի անկշիռ (նկ. 5) կամ օճառի պղպջակներ (նկ. 6):

Բրինձ. 5. Ջուր զրոյական գրավիտացիայի պայմաններում

Բրինձ. 6. Օճառի պղպջակներ

Մակերեւութային լարվածության ուժերի առկայությունը կարող է բացատրել նաև, թե ինչու է մետաղական ասեղը «պառկում» ջրի մակերեսին (նկ. 7): Ասեղը, որը խնամքով դրված է մակերեսին, դեֆորմացնում է այն՝ դրանով իսկ մեծացնելով այս մակերեսի մակերեսը։ Այսպիսով, առաջանում է մակերեւութային լարվածության ուժ, որը ձգտում է նվազեցնել տարածքի նման փոփոխությունը։ Մակերեւութային լարվածության արդյունքում առաջացած ուժը կուղղվի դեպի վեր, և այն կփոխհատուցի ձգողականության ուժը:

Բրինձ. 7. Ասեղ ջրի մակերեսին

Նույն կերպ կարելի է բացատրել պիպետտի գործարկման սկզբունքը։ Կաթիլը, որի վրա գործում է ծանրության ուժը, քաշվում է ներքև՝ դրանով իսկ մեծացնելով իր մակերեսը։ Բնականաբար, առաջանում են մակերևութային լարվածության ուժեր, որոնց արդյունքը հակառակ է ձգողության ուղղությանը և թույլ չի տալիս, որ կաթիլը ձգվի (նկ. 8): Երբ սեղմում եք պիպետտի ռետինե գլխարկը, դուք լրացուցիչ ճնշում եք ստեղծում, որն օգնում է ձգողականությանը՝ հանգեցնելով կաթիլը ցած ընկնելու:

Բրինձ. 8. Ինչպես է աշխատում պիպետտը

Բերենք ևս մեկ օրինակ առօրյայից. Եթե ​​ներկի խոզանակը թաթախեք մի բաժակ ջրի մեջ, նրա մազերը կփափկվեն: Եթե ​​հիմա այս վրձինը հանեք ջրից, ապա կնկատեք, որ բոլոր մազերը կպած են իրար։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ ջրի մակերեսը, որը կպչում է խոզանակին, այնուհետև կլինի նվազագույն:

Եվ ևս մեկ օրինակ. Եթե ​​ցանկանում եք չոր ավազի ամրոց կառուցել, դժվար թե հաջողվի, քանի որ ավազը ձգողականության ազդեցության տակ կփշրվի: Այնուամենայնիվ, եթե դուք թրջեք ավազը, այն կպահպանի իր ձևը ավազահատիկների միջև ջրի մակերեսային լարվածության պատճառով:

Ի վերջո, մենք նշում ենք, որ մակերեսային լարվածության տեսությունը օգնում է գտնել գեղեցիկ և պարզ անալոգիաներ ավելի բարդ ֆիզիկական խնդիրներ լուծելիս: Օրինակ, երբ անհրաժեշտ է կառուցել թեթև և միևնույն ժամանակ ամուր կառույց, օգնության է հասնում օճառի փուչիկների մեջ տեղի ունեցողի ֆիզիկան։ Եվ հնարավոր եղավ կառուցել ատոմային միջուկի առաջին ադեկվատ մոդելը՝ այս ատոմային միջուկը լիցքավորված հեղուկի կաթիլի նմանեցնելով։

Մատենագիտություն

1. Գ.Յա.Մյակիշև, Բ.Բ.Բուխովցև, Ն.Ն.Սոցկի. «Ֆիզիկա 10». - Մ.: Կրթություն, 2008:
2. Յա. Ե. Գեգուզին «Պղպջակներ», Կվանտ գրադարան: - Մ.: Նաուկա, 1985:
3. Բ.Մ.Յավորսկի, Ա.Ա.Պինսկի «Ֆիզիկայի հիմունքներ» հատոր 1.
4. G. S. Landsberg «Ֆիզիկայի տարրական դասագիրք» հատոր 1.

1. Nkj.ru ().
2. Youtube.com ().
3. Youtube.com ().
4. Youtube.com ().

Տնային աշխատանք

1. Այս դասի առաջադրանքները լուծելով՝ դուք կկարողանաք պատրաստվել GIA-ի 7,8,9 և Պետական ​​միասնական քննության A8, A9, A10 հարցերին:
2. Գելֆգատ Ի.Մ., Նենաշև Ի.Յու. «Ֆիզիկա. Խնդիրների ժողովածու 10 դասարան «5.34, 5.43, 5.44, 5.47 ()
3. Ելնելով 5.47 խնդրից՝ որոշել ջրի և օճառի լուծույթի մակերևութային լարվածության գործակիցը։

Հարցերի և պատասխանների ցանկ

Հարց:Ինչու է մակերեսային լարվածությունը փոխվում ջերմաստիճանի հետ:

Պատասխան.Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ հեղուկի մոլեկուլները սկսում են ավելի արագ շարժվել, և, հետևաբար, մոլեկուլներն ավելի հեշտությամբ հաղթահարում են ձգողականության պոտենցիալ ուժերը: Սա հանգեցնում է մակերևութային լարվածության ուժերի նվազմանը, որոնք պոտենցիալ ուժեր են, որոնք կապում են հեղուկի մերձմակերևութային շերտի մոլեկուլները։

Հարց:Արդյո՞ք մակերևութային լարվածության գործակիցը կախված է հեղուկի խտությունից:

Պատասխան.Այո, այդպես է, քանի որ հեղուկի մերձմակերևութային շերտի մոլեկուլների էներգիան կախված է հեղուկի խտությունից։

Հարց:Որո՞նք են հեղուկի մակերևութային լարվածության գործակիցը որոշելու եղանակները:

Պատասխան.Դպրոցական դասընթացում ուսումնասիրվում է հեղուկի մակերեւութային լարվածության գործակիցի որոշման երկու մեթոդ. Առաջինը մետաղալարերի պատռման մեթոդն է, դրա սկզբունքը նկարագրված է տնային աշխատանքից 5.44 խնդիրում, երկրորդը՝ կաթիլների հաշվման մեթոդը՝ նկարագրված 5.47 խնդիրում։

Հարց:Ինչու են օճառի փուչիկները որոշ ժամանակ անց փլուզվում:

Պատասխան.Բանն այն է, որ որոշ ժամանակ անց ձգողականության ազդեցության տակ պղպջակը ներքևում դառնում է ավելի հաստ, քան վերևում, իսկ հետո գոլորշիացման ազդեցության տակ ինչ-որ պահի փլվում է։ Սա հանգեցնում է նրան, որ ամբողջ փուչիկը, ինչպես փուչիկը, փլուզվում է մակերեսային լարվածության չփոխհատուցված ուժերի ազդեցության տակ:

Մակերեւութային լարվածությունը նկարագրում է հեղուկի կարողությունը՝ դիմակայելու ձգողության ուժին։ Օրինակ, սեղանի մակերևույթի վրա ջուրը կաթիլներ է ձևավորում, երբ ջրի մոլեկուլները ձգվում են միմյանց, ինչը հակազդում է ձգողության ուժին: Մակերեւութային լարվածության շնորհիվ է, որ ավելի ծանր առարկաներ, ինչպիսիք են միջատները, կարող են պահել ջրի մակերեսին։ Մակերեւութային լարվածությունը չափվում է ուժով (N) բաժանված է միավորի երկարությամբ (մ) կամ մեկ միավոր տարածքի էներգիայի քանակով: Այն ուժը, որի հետ փոխազդում են ջրի մոլեկուլները (համախմբված ուժ), առաջացնում է լարվածություն, որի արդյունքում առաջանում են ջրի (կամ այլ հեղուկների) կաթիլներ։ Մակերեւութային լարվածությունը կարելի է չափել մի քանի պարզ իրերի միջոցով, որոնք գտնվում են գրեթե յուրաքանչյուր տանը և հաշվիչով:

Քայլեր

Ռոքերի օգնությամբ

Գրեք մակերևութային լարվածության հավասարումը:Այս փորձի ժամանակ մակերևութային լարվածությունը որոշելու հավասարումը հետևյալն է. F = 2Sd, Որտեղ Ֆ- ուժը նյուտոններում (N), Ս- մակերեսային լարվածությունը նյուտոններով մեկ մետրի համար (N/m), դփորձի ժամանակ օգտագործված ասեղի երկարությունն է: Մակերեւութային լարվածությունը մենք արտահայտում ենք այս հավասարումից. S = F/2d.

• Ուժը կհաշվարկվի փորձի վերջում։
• Փորձը սկսելուց առաջ քանոնով չափեք ասեղի երկարությունը մետրերով:

1. Կառուցեք փոքրիկ ռոքեր:Այս փորձի ժամանակ մակերևութային լարվածությունը որոշելու համար օգտագործվում է ճոճանակ և փոքր ասեղ, որը լողում է ջրի մակերեսին: Անհրաժեշտ է ուշադիր դիտարկել ճոճվող թևի կառուցումը, քանի որ արդյունքի ճշգրտությունը կախված է դրանից: Դուք կարող եք օգտագործել տարբեր նյութեր, գլխավորն այն է, որ ինչ-որ կոշտ բանից հորիզոնական ձող պատրաստեք՝ փայտից, պլաստմասսայից կամ հաստ ստվարաթղթից:

   • Որոշեք ձողի կենտրոնը (օրինակ՝ ծղոտ կամ պլաստիկ քանոն), որը դուք պատրաստվում եք օգտագործել որպես խաչաձող, և փորեք կամ անցք բացեք այս տեղում. սա կլինի խաչաձողի հենակետը, որի վրա այն ազատորեն կպտտվի: Եթե ​​դուք օգտագործում եք պլաստիկ ծղոտ, պարզապես ծակեք այն քորոցով կամ մեխով:
   • Հորատեք կամ բացեք անցքեր խաչաձողի ծայրերում, որպեսզի դրանք կենտրոնից նույն հեռավորության վրա լինեն: Թելերը անցկացրեք անցքերով, որոնցից կկախեք քաշի բաժակն ու ասեղը։
   • Անհրաժեշտության դեպքում ամրացրե՛ք ճոճվողին գրքերով կամ այլ առարկաներով, որոնք բավականաչափ ամուր են՝ բարը հորիզոնական դիրքում պահելու համար: Անհրաժեշտ է, որ խաչաձողը ազատորեն պտտվի դրա մեջտեղում խրված մեխի կամ ձողի շուրջ:

2. Վերցրեք մի կտոր ալյումինե փայլաթիթեղ և ծալեք այն տուփի կամ ափսեի տեսքով:Ամենևին պարտադիր չէ, որ այս բաժակապնակն ունենա ճիշտ քառակուսի կամ կլոր ձև։ Դուք այն կլցնեք ջրով կամ այլ քաշով, այնպես որ համոզվեք, որ այն կարող է պահել քաշը:

   • Կախեք փայլաթիթեղի տուփը կամ բաժակապնակը բարի մի ծայրից: Սափորի եզրերին փոքր անցքեր արեք և թելով անցկացրեք դրանց միջով, որպեսզի ափսեը կախված լինի խաչաձողից:

3. Կախեք ասեղ կամ թղթի սեղմակ խաչաձողի մյուս ծայրից այնպես, որ այն հորիզոնական լինի:Հորիզոնականորեն կապեք ասեղը կամ թղթի սեղմակը մի թելի վրա, որը կախված է խաչաձողի մյուս ծայրից: Որպեսզի փորձը հաջողվի, անհրաժեշտ է ասեղը կամ թղթի սեղմիչը ճիշտ հորիզոնական դնել:

4. Տեղադրեք ինչ-որ բան սալիկի վրա, օրինակ՝ պլաստիլին, որպեսզի հավասարակշռի ալյումինե փայլաթիթեղի տարան: Նախքան փորձին անցնելը, անհրաժեշտ է ապահովել, որ խաչաձողը գտնվում է հորիզոնական: Նրբաթիթեղի բաժակապնակն ավելի ծանր է, քան ասեղը, ուստի բարը կողքի վրա կիջնի: Կցեք բավականաչափ պլաստիլին խաչաձողի հակառակ կողմին, որպեսզի այն հորիզոնական լինի:

   • Սա կոչվում է հավասարակշռում:

5. Տեղադրեք կախված ասեղ կամ թղթի սեղմիչ ջրով տարայի մեջ:Այս քայլը լրացուցիչ ջանք կպահանջի ասեղը ջրի մակերեսին տեղադրելու համար: Համոզվեք, որ ասեղը ջրի մեջ չընկղմվի: Տարայի մեջ լցրեք ջուր (կամ անհայտ մակերևութային լարվածության մեկ այլ հեղուկ) և դրեք այն կախված ասեղի տակ, որպեսզի ասեղն անմիջապես լինի հեղուկի մակերեսին։

   • Միևնույն ժամանակ համոզվեք, որ ասեղը պահող պարանը մնա տեղում և բավականաչափ ձգված լինի։

6. Կշռեք մի քանի կապում կամ փոքր քանակությամբ ջրի չափված կաթիլներ փոքր մասշտաբով:Դուք կավելացնեք մեկ գնդիկ կամ մի կաթիլ ջուր ալյումինե ափսեի վրա, որը դրված է ճոճանակի վրա: Այս դեպքում անհրաժեշտ է իմանալ ստույգ քաշը, որով ասեղը դուրս կգա ջրի մակերեւույթից։

   • Հաշվեք ջրի քորոցների կամ կաթիլների քանակը և կշռեք դրանք:
   • Որոշեք մեկ քորոցի կամ կաթիլ ջրի քաշը: Դա անելու համար ընդհանուր քաշը բաժանեք քորոցների կամ կաթիլների քանակով:
   • Ենթադրենք, 30 քորոցը կշռում է 15 գրամ, ապա 15/30 = 0,5, այսինքն՝ մեկ քորոցը կշռում է 0,5 գրամ։

7. Ալյումինե փայլաթիթեղի ափսեի մեջ մեկ առ մեկ ավելացրեք քորոցներ կամ կաթիլներ, մինչև ասեղը դուրս գա ջրի երեսից: Աստիճանաբար ավելացրեք մեկ քորոց կամ կաթիլ ջուր։ Զգուշորեն դիտեք ասեղը, որպեսզի բաց չթողնեք այն պահը, երբ բեռի հաջորդ ավելացումից հետո այն դուրս կգա ջրից: Երբ ասեղը դուրս է գալիս հեղուկի մակերեսից, դադարեցրեք քորոցներ կամ կաթիլներ ջուր ավելացնել:

   • Հաշվեք ջրի այն քորոցների կամ կաթիլների քանակը, որոնք ասեղը վերցրել են խաչաձողի հակառակ ծայրում՝ ջրի երեսից դուրս գալու համար:
   • Գրանցեք արդյունքը.
   • Կրկնեք փորձը մի քանի (5 կամ 6) անգամ ավելի ճշգրիտ արդյունքներ ստանալու համար:
   • Հաշվեք ստացված արդյունքների միջին արժեքը: Դա անելու համար գումարեք բոլոր փորձերում քորոցների կամ կաթիլների քանակը և գումարը բաժանեք փորձերի քանակի վրա:

8. Փոխարկեք քորոցների քանակը ուժի:Դրա համար գրամների քանակը բազմապատկեք 0,00981 Ն/գ-ով: Մակերեւութային լարվածությունը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է իմանալ ասեղը ջրի մակերևույթից բարձրացնելու համար անհրաժեշտ ուժը: Քանի որ նախորդ քայլում հաշվարկել եք քորոցների քաշը, ամրությունը որոշելու համար բավական է այս քաշը բազմապատկել 0,00981 Ն/գ-ով։

   • Բազմապատկեք ափսեի մեջ դրված քորոցների քանակը մեկ քորոցի քաշով: Օրինակ, եթե յուրաքանչյուրը 0,5 գրամ կշռող 5 գնդիկ դնեք, դրանց ընդհանուր քաշը կկազմի 0,5 գրամ/փին = 5 x 0,5 = 2,5 գրամ:
   • Գրամների քանակը բազմապատկեք 0,00981 Ն/գ գործակցով՝ 2,5 x 0,00981 = 0,025 Ն։

9. Ստացված արժեքները փոխարինեք հավասարման մեջ և գտեք ցանկալի արժեքը:Փորձի ընթացքում ստացված արդյունքների օգնությամբ կարելի է որոշել մակերեսային լարվածությունը։ Պարզապես միացրեք գտնված արժեքները և հաշվարկեք արդյունքը:

   • Ասենք, որ վերը նշված օրինակում ասեղի երկարությունը 0,025 մետր է։ Արժեքները միացնելով հավասարման մեջ՝ ստանում ենք՝ S = F/2d = 0.025 N/(2 x 0.025) = 0.05 N/m: Այսպիսով, հեղուկի մակերեսային լարվածությունը 0,05 Ն/մ է։

Հեղուկ–նյութ, որը գտնվում է ագրեգացման հեղուկ վիճակում՝ միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում պինդ և գազային վիճակների միջև։ Հեղուկի հիմնական հատկությունը, որը տարբերում է այն ագրեգացման այլ վիճակներում գտնվող նյութերից, շոշափող մեխանիկական սթրեսների ազդեցության տակ ձևը անսահմանափակ փոխելու ունակությունն է, նույնիսկ կամայականորեն փոքր, մինչդեռ գործնականում պահպանելով ծավալը:

Ընդհանուր տեղեկություններ հեղուկ վիճակի մասին

Հեղուկ վիճակը սովորաբար համարվում է միջանկյալ պինդ և գազի միջև. գազը չի պահպանում ոչ ծավալը, ոչ ձևը, մինչդեռ պինդը՝ երկուսն էլ:

Հեղուկ մարմինների ձևը կարող է ամբողջությամբ կամ մասամբ որոշվել այն փաստով, որ դրանց մակերեսը իրեն պահում է առաձգական թաղանթի պես: Այսպիսով, ջուրը կարող է կուտակվել կաթիլներով: Բայց հեղուկը կարող է հոսել նույնիսկ իր անշարժ մակերեսի տակ, և դա նշանակում է նաև ձևի (հեղուկ մարմնի ներքին մասերի) չպահպանում։

Հեղուկի մոլեկուլները չունեն որոշակի դիրք, բայց միևնույն ժամանակ չունեն շարժման լիակատար ազատություն։ Նրանց միջև կա մի ձգողականություն, բավական ուժեղ, որպեսզի նրանց մոտ պահի:

Հեղուկ վիճակում գտնվող նյութը գոյություն ունի որոշակի ջերմաստիճանային տիրույթում, որից ցածր այն անցնում է պինդ վիճակի (առաջանում է բյուրեղացում կամ վերածվում պինդ ամորֆ վիճակի՝ ապակի), վերևում՝ գազային վիճակի (տեղի է ունենում գոլորշիացում)։ Այս միջակայքի սահմանները կախված են ճնշումից:

Որպես կանոն, հեղուկ վիճակում գտնվող նյութն ունի միայն մեկ փոփոխություն. (Ամենակարևոր բացառությունները քվանտային հեղուկներն ու հեղուկ բյուրեղներն են:) Հետևաբար, շատ դեպքերում հեղուկը ոչ միայն ագրեգացման վիճակ է, այլ նաև թերմոդինամիկական փուլ (հեղուկ փուլ):

Բոլոր հեղուկները սովորաբար բաժանվում են մաքուր հեղուկների և խառնուրդների։ Հեղուկների որոշակի խառնուրդներ կենսական նշանակություն ունեն կյանքի համար՝ արյուն, ծովի ջուրև այլն: Հեղուկները կարող են հանդես գալ որպես լուծիչներ:

Ֆիզիկական հատկություններհեղուկներ

1 ).Հեղուկություն

Հեղուկությունը հեղուկների հիմնական հատկությունն է։ Եթե ​​արտաքին ուժ է կիրառվում հեղուկի հավասարակշռության մեջ գտնվող հատվածի վրա, ապա հեղուկ մասնիկների հոսք է տեղի ունենում այն ​​ուղղությամբ, որով կիրառվում է այդ ուժը՝ հեղուկը հոսում է: Այսպիսով, ազդեցության տակ անհավասարակշիռ արտաքին ուժերհեղուկը չի պահպանում մասերի ձևն ու հարաբերական դասավորությունը, և, հետևաբար, ընդունում է այն նավի ձևը, որում գտնվում է:

Ի տարբերություն պլաստիկ պինդ նյութերի, հեղուկը չունի զիջման կետ. բավական է կամայականորեն փոքր արտաքին ուժ կիրառել հեղուկը հոսելու համար:

2).Ծավալի պահպանում

Հեղուկի բնորոշ հատկություններից մեկն այն է, որ այն ունի որոշակի ծավալ (արտաքին մշտական ​​պայմաններում): Հեղուկը չափազանց դժվար է սեղմել մեխանիկորեն, քանի որ, ի տարբերություն գազի, մոլեկուլների միջև շատ քիչ տարածություն կա: ազատ տարածություն. Անոթի մեջ պարփակված հեղուկի վրա գործադրվող ճնշումը փոխանցվում է առանց փոփոխության այս հեղուկի ծավալի յուրաքանչյուր կետին (Պասկալի օրենքը գործում է նաև գազերի համար)։ Այս հատկությունը շատ ցածր սեղմելիության հետ մեկտեղ օգտագործվում է հիդրավլիկ մեքենաներում:

Հեղուկները սովորաբար մեծանում են ծավալով (ընդլայնվում) երբ տաքանում են և ծավալով նվազում (պայմանավորված), երբ սառչում են: Այնուամենայնիվ, կան բացառություններ, օրինակ, ջուրը սեղմում է տաքացման ժամանակ, նորմալ ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում՝ մոտավորապես մինչև մոտավորապես:

3).Մածուցիկություն

Բացի այդ, հեղուկները (ինչպես գազերը) բնութագրվում են մածուցիկությամբ։ Այն սահմանվում է որպես մասերից մեկի մյուսի նկատմամբ շարժմանը դիմակայելու ունակություն, այսինքն՝ որպես ներքին շփում:

Երբ հեղուկի հարակից շերտերը շարժվում են միմյանց նկատմամբ, ջերմային շարժման պատճառով անխուսափելիորեն տեղի է ունենում մոլեկուլների բախում: Կան ուժեր, որոնք դանդաղեցնում են պատվիրված շարժումը։ Այս դեպքում պատվիրված շարժման կինետիկ էներգիան վերածվում է ջերմային էներգիայի՝ մոլեկուլների քաոսային շարժման էներգիայի։

Անոթի հեղուկը, շարժման մեջ դրված և ինքն իրեն թողած, աստիճանաբար կդադարի, բայց նրա ջերմաստիճանը կբարձրանա:

4).Միախառնելիություն

Միախառնելիությունը հեղուկների միմյանց մեջ լուծվելու հատկությունն է: Խառնվող հեղուկների օրինակ՝ ջուր և էթիլային սպիրտ, չխառնվող հեղուկների օրինակ՝ ջուր և հեղուկ յուղ։

5).Ազատ մակերևույթի ձևավորում և մակերեսային լարվածություն

Ծավալի պահպանման շնորհիվ հեղուկը կարողանում է ազատ մակերես կազմել։ Նման մակերեսը տվյալ նյութի փուլերի միջերեսն է. մի կողմում կա հեղուկ փուլ, մյուս կողմից՝ գազային (գոլորշու), և, հնարավոր է, այլ գազեր, օրինակ՝ օդ։

Եթե ​​նույն նյութի հեղուկ և գազային փուլերը շփվում են, առաջանում են ուժեր, որոնք հակված են նվազեցնելու միջերեսի տարածքը` մակերևութային լարվածության ուժերը: Միջերեսը իրեն պահում է որպես առաձգական թաղանթ, որը հակված է նեղանալ:

6).խտության ալիքներ

Չնայած հեղուկը չափազանց դժվար է սեղմել, դրա ծավալն ու խտությունը փոխվում են ճնշման փոփոխության հետ մեկտեղ: Դա անմիջապես տեղի չի ունենում. այնպես որ, եթե մի հատվածը սեղմվում է, ապա նման սեղմումը ուշացումով փոխանցվում է մյուս հատվածներին։ Սա նշանակում է, որ առաձգական ալիքները, ավելի կոնկրետ՝ խտության ալիքները, կարող են տարածվել հեղուկի ներսում։ Խտության հետ մեկտեղ փոխվում են նաև այլ ֆիզիկական մեծություններ, օրինակ՝ ջերմաստիճանը։

Եթե ​​ալիքի տարածման ժամանակ խտությունը փոքր-ինչ փոխվում է, ապա այդպիսի ալիքը կոչվում է ձայնային ալիք կամ ձայն։

Եթե ​​խտությունը բավականաչափ ուժեղ է փոխվում, ապա նման ալիքը կոչվում է հարվածային ալիք։ Հարվածային ալիքը նկարագրվում է այլ հավասարումներով։

Հեղուկի մեջ խտության ալիքները երկայնական են, այսինքն՝ խտությունը փոխվում է ալիքի տարածման ուղղությամբ։ Ձևի չպահպանման պատճառով հեղուկում լայնակի առաձգական ալիքներ չկան:

Հեղուկի մեջ առաձգական ալիքները ժամանակի ընթացքում քայքայվում են, դրանց էներգիան աստիճանաբար վերածվում է ջերմային էներգիայի: Ամրացման պատճառներն են մածուցիկությունը, «դասական կլանումը», մոլեկուլային թուլացումը և այլն։ Այս դեպքում գործում է այսպես կոչված երկրորդ, կամ զանգվածային մածուցիկությունը՝ ներքին շփում՝ խտության փոփոխությամբ: Թուլացման արդյունքում հարվածային ալիքը որոշ ժամանակ անց վերածվում է ձայնային ալիքի։

Հեղուկի մեջ առաձգական ալիքները նույնպես ենթակա են ցրման անհամասեռություններով, որոնք առաջանում են մոլեկուլների պատահական ջերմային շարժումից։

Հեղուկների կառուցվածքը

Նյութի հեղուկ վիճակի փորձարարական ուսումնասիրությունները, որոնք հիմնված են ռենտգենյան ճառագայթների և նեյտրոնային հոսքերի դիֆրակցիայի վրա, երբ դրանք անցնում են հեղուկ միջավայրով, հայտնաբերել են հեղուկի առկայությունը: կարճաժամկետ պատվեր, այսինքն. մասնիկների դասավորության մեջ որոշակի կարգի առկայությունը ընտրված դիրքից միայն փոքր հեռավորության վրա (նկ. 140):

Հեղուկների մեջ հարևան մասնիկների փոխադարձ դասավորությունը նման է բյուրեղներում հարևան մասնիկների դասավորվածությանը: Սակայն հեղուկների այս դասավորությունը նկատվում է միայն փոքր ծավալների ներսում։ Հեռավորություններում. որոշ ընտրված «կենտրոնական» մոլեկուլից կարգը խախտվում է (մոլեկուլի արդյունավետ տրամագիծն է): Հեղուկների մեջ մասնիկների դասավորության նման կարգը կոչվում է կարճ հեռահարության կարգ։ .

Հեռահար կարգի բացակայության պատճառով հեղուկները, մի քանի բացառություններով, չեն ցուցաբերում բյուրեղներին բնորոշ անիզոտրոպություն։ Այդ պատճառով հեղուկի կառուցվածքը երբեմն անվանում են քվազիբյուրեղային կամ բյուրեղանման: .

Առաջին անգամ հեղուկների (հատկապես մետաղների հալոցքների) և բյուրեղային պինդ մարմինների որոշ հատկությունների հարևանության գաղափարը արտահայտվեց, այնուհետև զարգացավ խորհրդային ֆիզիկոս Յա.Ի. Ֆրենկելի աշխատություններում դեռ 1930-1940-ական թվականներին։ . Համաձայն Ֆրենկելի տեսակետների, որոնք այժմ համընդհանուր ճանաչում են ստացել, հեղուկում ատոմների և մոլեկուլների ջերմային շարժումը բաղկացած է անկանոն թրթռումներից՝ միջին հաճախականությամբ, որը մոտ է բյուրեղային մարմիններում ատոմների թրթռումների հաճախականությանը։ Տատանման կենտրոնն այս դեպքում որոշվում է հարևան մասնիկների ուժերի դաշտով և տեղահանվում է այդ մասնիկների տեղաշարժերի հետ մեկտեղ։

Պարզեցված ձևով նման ջերմային շարժումը կարող է ներկայացվել որպես մասնիկների համեմատաբար հազվագյուտ թռիչքների սուպերպոզիցիա մի ժամանակավոր հավասարակշռության դիրքից մյուսը և ջերմային տատանումների ցատկերի միջև ընկած ժամանակահատվածում: Հեղուկի մոլեկուլի «նստակյաց» գտնվելու միջին ժամանակը որոշակի հավասարակշռության դիրքի մոտ կոչվում է. հանգստի ժամանակ.Ժամանակի ավարտից հետո մոլեկուլը փոխում է իր հավասարակշռության տեղը՝ ցատկելով դեպի նոր դիրք՝ նախորդից բաժանված հենց մոլեկուլների չափի կարգի հեռավորությամբ։ Այսպիսով, մոլեկուլը դանդաղ է շարժվում հեղուկի ներսում: Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, ժամանակը նվազում է, մոլեկուլների շարժունակությունը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է հեղուկների մածուցիկության նվազմանը (հեղուկությունը մեծանում է): Ըստ Ya.I. Frenkel-ի փոխաբերական արտահայտության՝ մոլեկուլները թափառում են հեղուկի ողջ ծավալով՝ վարելով քոչվորական ապրելակերպ, որում կարճատև ճանապարհորդությունները փոխարինվում են հաստատուն կյանքի համեմատաբար երկար ժամանակաշրջաններով։

Ամորֆ պինդ նյութերը (ապակի, խեժեր, բիտում և այլն) կարելի է համարել գերսառեցված հեղուկներ, որոնց մասնիկները խիստ բարձրացված մածուցիկության պատճառով ունեն սահմանափակ շարժունակություն։

Հեղուկ վիճակի ցածր կարգուկանոնի պատճառով հեղուկների տեսությունը պարզվում է, որ ավելի քիչ զարգացած է, քան գազերի և բյուրեղային պինդ մարմինների տեսությունը։ Հեղուկի ամբողջական տեսություն դեռ չկա։

Հեղուկների հատուկ տեսակ են որոշ օրգանական միացություններ, որոնք բաղկացած են երկարավուն կամ սկավառակաձև մոլեկուլներից կամ այսպես կոչված հեղուկ բյուրեղներից։ Նման հեղուկներում մոլեկուլների փոխազդեցությունը հակված է որոշակի կարգով հավասարեցնել մոլեկուլների երկար առանցքները: Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ջերմային շարժումը խանգարում է դրան, իսկ նյութը սովորական հեղուկ է։ Կրիտիկականից ցածր ջերմաստիճաններում հեղուկի մեջ հայտնվում է նախընտրելի ուղղություն, և առաջանում է հեռահար կողմնորոշման կարգ։ Պահպանելով հեղուկի հիմնական հատկանիշները, ինչպիսիք են հոսունությունը, հեղուկ բյուրեղներն ունեն պինդ բյուրեղների բնորոշ հատկություններ՝ մագնիսական, էլեկտրական և անիզոտրոպիա: օպտիկական հատկություններ. Այս հատկությունները (հոսունության հետ մեկտեղ) գտնում են բազմաթիվ տեխնիկական կիրառություններ, օրինակ՝ էլեկտրոնային ժամացույցներում, հաշվիչներում, բջջային հեռախոսներում, ինչպես նաև անհատական ​​համակարգչի մոնիտորներում, հեռուստացույցներում, որպես թվային, այբբենական և անալոգային տեղեկատվության ցուցադրման ցուցիչներ, ցուցատախտակներ և էկրաններ:

Մակերեւութային լարվածություն

Հեղուկների ամենահետաքրքիր առանձնահատկությունն առկայությունն է ազատ մակերես. Հեղուկի մակերեսի հետ կապված ազատ էներգիաՀեղուկի ազատ մակերևույթի մակերեսին համաչափ. Քանի որ մեկուսացված համակարգի ազատ էներգիան ձգտում է նվազագույնի, հեղուկը (արտաքին դաշտերի բացակայության դեպքում) ձգտում է ստանալ այնպիսի ձև, որն ունի նվազագույն մակերես: Այսպիսով, հեղուկի ձևի խնդիրը տրված լրացուցիչ պայմաններում (սկզբնական բաշխում, ծավալ և այլն) վերածվում է իզոպերաչափական խնդրի։ Ազատ կաթիլը ստանում է գնդիկի ձև, սակայն ավելի բարդ պայմաններում հեղուկի մակերեսի ձևի խնդիրը դառնում է չափազանց դժվար։

Հեղուկը, ի տարբերություն գազերի, չի լրացնում անոթի ամբողջ ծավալը, որի մեջ այն լցվում է։ Հեղուկի և գազի (կամ գոլորշու) միջև ձևավորվում է միջերես, որը գտնվում է հատուկ պայմաններում՝ համեմատած հեղուկի մնացած զանգվածի հետ։ Հեղուկի սահմանային շերտի մոլեկուլները, ի տարբերություն դրա խորության մոլեկուլների, բոլոր կողմերից շրջապատված չեն նույն հեղուկի այլ մոլեկուլներով։ Հարևան մոլեկուլներից հեղուկի ներսում գտնվող մոլեկուլներից մեկի վրա գործող միջմոլեկուլային փոխազդեցության ուժերը միջինում փոխադարձաբար փոխհատուցվում են (նկ. 141):

Բայց բոլոր մոլեկուլները, ներառյալ սահմանային շերտի մոլեկուլները, պետք է լինեն հավասարակշռված վիճակում։ Այս հավասարակշռությունը ձեռք է բերվում մակերևութային շերտի մոլեկուլների և հեղուկի ներսում նրանց մոտակա հարևանների միջև հեռավորության որոշակի նվազման շնորհիվ: Երբ մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նվազում է, առաջանում են վանող ուժեր։ Մակերեւութային շերտի մոլեկուլները որոշ չափով ավելի խիտ են լցված, և, հետևաբար, նրանք ունեն պոտենցիալ էներգիայի լրացուցիչ պաշար՝ համեմատած ներքին մոլեկուլների։ Հետևաբար, հեղուկի մակերեսային շերտի մոլեկուլներն ունեն ավելցուկային պոտենցիալ էներգիա՝ համեմատած հեղուկի ներսում գտնվող մոլեկուլների հետ, հավասար է ազատ էներգիային։ Այսպիսով, հեղուկի մակերեսի պոտենցիալ էներգիան համաչափ է նրա մակերեսին.

Մեխանիկայից հայտնի է, որ համակարգի հավասարակշռության վիճակները համապատասխանում են նրա պոտենցիալ էներգիայի նվազագույն արժեքին, այսինքն. հեղուկի ազատ մակերեսը հակված է նվազեցնելու իր տարածքը: Հեղուկն իրեն պահում է այնպես, ասես ուժերը շոշափում են իր մակերևույթին՝ նվազեցնելով (կծկելով) այս մակերեսը: Այս ուժերը կոչվում են մակերեսային լարվածության ուժեր .