Жидкости и твердые тела основные положения (уч.10кл.Стр.307-308, 321-322)

Фазовый переход из газообразного в жидкое состояние возможен, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул превышает их среднюю кинетическую энергию.

Для этого температура газообразного состояния (пара) должна быть ниже некоторой критической температуры.

Критическая температура – максимальная температура, при которой пар можно превратить в жидкость.

Конденсация – явление перехода пара из газообразного состояния в жидкое.

Испарение – парообразование со свободной поверхности жидкости.

При испарении жидкость охлаждается, поэтому для поддержания постоянной температуры к ней нужно подводить количество теплоты, пропорциональное массе испаряющихся молекул

Q_п = r m

r – удельная теплота парообразования Дж/кг

Единица количества теплоты Дж (Джоуль)

Количество теплоты, получаемое жидкостью при конденсации, равно количеству теплоты теряемому при ее испарении..

В термодинамическом равновесии число молекул пара, конденсирующихся за определенное время, равно числу молекул, испаряющихся с поверхности жидкости за это же время.

Насыщенный пар – пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью.

Давление насыщенного пара при данной температуре – максимальное давление, которое может иметь пар над жидкостью при этой температуре.

Давление насыщенного пара возрастает при увеличении температуры жидкости.

Относительная влажность воздуха – процентное отношение концентрации водяного пара в воздухе к концентрации насыщенного пара при той же температуре.

Кипение – парообразование, происходящее Вов сем объеме жидкости при определенной температуре.

Температура кипения – температура, при которой давление насыщенного пара жидкости внутри пузырька начинает превосходить внешнее давление на жидкость.

Температура кипения жидкости зависит от внешнего давления и остается постоянной в процессе кипения.

Поверхностное натяжение – явление молекулярного давления на жидкость, вызванное притяжением молекул поверхностного слоя в к молекулам внутри жидкости.

Поверхностная энергия – дополнительная энергия молекул поверхностного слоя жидкости.

Сила поверхностного натяжения – сила, направленная по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно участку контура, ограничивающего поверхность, в сторону ее сокращения

F_пов = σ l

l – длина участка поверхностного слоя

σ – поверхностное натяжение Н/м

Единица поверхностного натяжения – Н/м

Смачивание – искривление поверхности жидкости у поверхности твердого тела в результате взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела.

Жидкость смачивает поверхность, если силы притяжения между молекулами жидкости меньше сил притяжения между молекулами жидкости и твердого тела.

Мениск – форма поверхности жидкости вблизи стенок сосуда.

Угол смачивания – угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости и стенкой сосуда.

Капиллярность – явление подъема или опускания жидкости в узких сосудах (капиллярах)

Высота подъема жидкости в капилляре обратно пропорциональна его радиусу

h =

σ – поверхностное натяжение Н/м

ρ – плотность жидкости

r – радиус капилляра

Плавление – фазовый переход из кристаллического (твердого) состояния в жидкое.

Плавление происходит при определенной температуре.

Количество теплоты, необходимое для плавления тела

Q = λm

λ – удельная теплота плавления Дж/кг

Кристаллизация – (затвердевание) фазовый переход вещества из жидкого состояния в кристаллическое (твердое)

Кристаллизация происходит в результате охлаждения жидкости при определенной температуре.

При кристаллизации жидкости происходит скачкообразный переход от неупорядоченного расположения частиц (в жидкости) к упорядоченному (в твердом теле)

При кристаллизации жидкости выделяется теплота

Q = - λm

λ – удельная теплота кристаллизации(плавления) Дж/кг

По структуре относительного расположения частиц твердые тела делятся на:

- кристаллические

- аморфные

- композиты

В кристаллическом состоянии существует периодичность в расположении атомов (дальний порядок)

Кристаллическая решетка – пространственная структура в регулярным периодически повторяющимся расположением частиц.

Узел кристаллической решетки – положение равновесия, относительно которого происходят тепловые колебания частиц.

Полиморфизм – существование различных кристаллических структур одного и того же вещества.

Кристаллическое тело может быть монокристаллом и поликристаллом.

Монокристалл – твердое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решетку.

Анизотропия – зависимость физических свойств вещества от направления.

Монокристаллы – анизотропны.

Поликристалл – твердое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллов.

Изотропия – независимость физических свойств вещества от направления.

Поликристаллы – изотропны.

Аморфные тела – твердые тела, для которых характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

Композиты – твердые тела, в которых атомы располагаются упорядоченно в определенной области пространства, но этот порядок не повторяется с регулярной периодичностью.

Деформация – изменение формы и размера твердого тела под действием внешних сил.

Различают два вида деформации:

- упругая

- пластическая

Упругая деформация – деформация, исчезающая после прекращения действия внешней силы.

Пластическая деформация – деформация, сохраняющаяся после прекращения действия внешней силы.

Механическое напряжение – физическая величина, равная отношению силы упругости к площади поперечного сечения тела.

σ =

Единица измерения – Па (Паскаль)

Закон Гука:

при упругой деформации тела напряжение пропорционально относительному удлинению тела:

σ = E

 = - относительное удлинение

Е – модуль Юнга (Па)

Предел упругости – максимальное напряжение в материале, при котором деформация еще является упругой.

Предел прочности – максимально напряжение, возникающее в теле до его разрушения.