Рідкий стан

Рідкий стан речовини є проміжним між твердим і газоподібним станами. Відрізняючись від твердого тіла і газу, рідина має риси подібності з кожним із цих станів [98, 99].
Рідина, як і газ, приймає форму посудини, в якому вона знаходиться. Молекули рідини і газу здійснюють хаотичні переміщення, стикаючись один з одним. Однак, поряд з цим, є істотні якісні відмінності цих двох станів.
Відстань між молекулами газу при невисоких тисках багато більше радіусів самих молекул, т. Е. Практично весь обсяг, зайнятий газом, залишається вільним. У рідині ж більша частина обсягу зайнята молекулами, так що вільний об’єм в рідині багато менше обсягу, зайнятого молекулами.

Середня кінетична енергія частинок газу визначається абсолютною температурою T і дорівнює 3 / 2kBT, де kB – постійна Больцмана. Ця енергія більше потенційної енергії їх міжмолекулярної взаємодії U. Навпаки, в рідині потенційна енергія взаємодії молекул більше середньої кінетичної енергії їх руху.
У газі частинки стикаються при їх поступальному русі, причому частота зіткнень залежить від маси частинок, їх розмірів і температури. У рідині кожна частка робить коливальний рух в обмеженій області простору, яку створюють навколишні її молекули, амплітуда цих коливань залежить від вільного об’єму.
Дифузія частинок в газі відбувається в результаті їх поступального руху, а в рідині вона відбувається в результаті перескоку частинки з однієї вільної області в іншу, тому коефіцієнти дифузії газів у багато разів перевершують коефіцієнти дифузії рідин.
Крім того, рідкий стан по ряду важливих показників близько до твердого. Це проявляється, зокрема, в тому, що міжмолекулярні відстані в рідині близькі до таких у твердому тілі, т. К. При плавленні останнього об’єм речовини змінюється незначно (зазвичай він збільшується не більше ніж на 10%). Різниця в енергіях міжмолекулярної взаємодії в рідині і в твердому тілі також невелика. Це випливає з того факту, що теплота плавлення багато менше теплоти випаровування. Наприклад, для води = 6 кДж / моль, а = 45 кДж / моль; для бензолу = 11 кДж / моль, а = 48 кДж / моль [108, 112].

Теплоємність речовини при плавленні міняється дуже слабо, т. Е. Її показники близькі для цих обох станів. Звідси випливає, що характер теплового руху частинок в рідині в деякій мірі схожий з таким у твердому тілі.
Рідина, як і тверде тіло, витримує без розриву великі розтягують зусилля.
Різниця між рідиною і твердим тілом полягає в плинності: тверде тіло зберігає свою форму, рідина навіть під впливом невеликого зусилля легко її змінює. Ці властивості випливають з таких особливостей будови рідини, як сильне міжмолекулярної взаємодії, ближній порядок в розташуванні молекул і здатність молекул порівняно легко змінювати своє положення.
При нагріванні рідини від температури замерзання до температури кипіння її властивості плавно змінюються, з нагріванням поступово посилюються риси подібності рідини з газом.

Посилання на основну публікацію