Lichidul ocupă, prin proprietăți și structură, o poziție intermediară între gaze și substanțe cristaline solide. Prin urmare, are proprietățile substanțelor gazoase și solide. În teoria moleculare-cinetică, diferite stări agregate ale materiei sunt asociate cu grade diferite de ordonare a moleculelor. Pentru solide, se observă așa numita ordine de lungă durată în aranjarea particulelor; locul lor comandat, repetat la distanțe mari. În lichide, există o așa-numită ordine cu rază scurtă în aranjarea particulelor, adică aranjamentul lor ordonat, repetat la distanțe, este comparabil cu cel interatomic. La temperaturi apropiate de temperatura de cristalizare, structura lichidului este aproape de un solid. La temperaturi ridicate, aproape de punctul de fierbere, structura lichidului corespunde stării gazoase - practic toate moleculele participă la mișcarea termică haotică.
Lichidele, ca și corpurile solide, au un anumit volum și, asemenea gazelor, iau forma unui vas în care sunt. Moleculele de gaz în mod substanțial forțele care nu au legătură de interacțiune intermoleculară, și în acest caz, energia medie a mișcării termice a moleculelor de gaz este mult mai mare decât media energiei potențiale datorită forțelor de atracție între ele, astfel încât moleculele de gaz sunt emise în direcții diferite și de gaz ocupă volumul prevăzut de acesta. În corpurile solide și lichide, forțele de atracție dintre molecule sunt deja substanțiale și mențin moleculele la o anumită distanță una de alta. În acest caz, energia medie a mișcării moleculare termică mai mică decât media energiei potențiale datorită forțelor intermoleculare, și nu este suficientă pentru a învinge forțele de atracție dintre moleculele, astfel încât solide și lichide au un anumit volum.
Presiunea în lichide crește foarte rapid cu creșterea temperaturii și cu scăderea volumului. Extinderea volumetrică a lichidelor este mult mai mică decât cea a vaporilor și a gazelor, deoarece forțele care leagă moleculele în lichid sunt mai semnificative; Aceeași observație se aplică expansiunii termice.
Capacitățile de căldură ale lichidelor cresc de obicei cu temperatură (deși nesemnificativă). Raportul Cp / Cv este practic egal cu unitatea.
Teoria lichidului nu a fost pe deplin dezvoltată până în prezent. Dezvoltarea unui număr de probleme în studiul proprietăților complexe ale unui lichid aparține lui Ya.I. Frenkel "(1894-1952). Moțiunea termică într-un lichid, a explicat prin faptul că fiecare moleculă un timp care variază aproximativ de la o poziție de echilibru și apoi sare la o nouă poziție care diferă de ordinea inițială a distanței interatomice. Astfel, moleculele lichidului se mișcă destul de încet pe toată masa lichidului. Odată cu creșterea temperaturii lichidului, frecvența mișcării vibraționale crește brusc, mobilitatea moleculelor crește.
Pe baza modelului Frenkel, este posibil să se explice anumite caracteristici distinctive ale proprietăților unui lichid. Astfel, chiar și în apropierea temperaturii critice, lichidele au o viscozitate mult mai mare. decât gazele, iar vâscozitatea scade odată cu creșterea temperaturii (și nu crește, ca în cazul gazelor). Acest lucru se explică prin alt proces de transfer de caractere impuls: este transmis molecule Comiterea țopăit de la o stare de echilibru la altul, iar aceste salturi ca temperatura crește semnificativ mai frecvente. Difuzia în lichide apare numai datorită sarelor moleculare și se produce mult mai încet decât în gaze. Conductivitatea termică a lichidelor cauzate de schimbul de energie cinetică dintre particule, oscilând în jurul pozițiile lor de echilibru cu amplitudini diferite; sariturile ascuțite de molecule nu joacă un rol apreciabil. Mecanismul conductivității termice este similar mecanismului său în gaze. O caracteristică caracteristică a unui lichid este capacitatea sa de a avea o suprafață liberă (nu se limitează la pereți solizi).
Au fost propuse mai multe teorii ale structurii moleculare a lichidelor.
1. Modelul trupei. În acest moment, lichidul poate fi considerat ca fiind constituit din regiuni în care moleculele sunt aranjate în ordinea corectă, formând un fel de microcristal (zonă). Aceste regiuni sunt separate ca și cum ar fi de o substanță într-o stare gazoasă. În timp, aceste zone se formează în altă parte etc.
2. Teoria structurii quasicristaline. Luați în considerare un cristal la temperatura absolută zero (vezi Fig.9.9).
Distinge aceasta direcție arbitrară și construi un grafic al probabilitatea P găsirii unei molecule de gaz la o distanță de la o altă moleculă, plasată la origine (fig. 9.9. A), în care moleculele sunt în rețeaua cristalină. La o temperatură mai ridicată (fig.9.9, b), moleculele vibrează în jurul pozițiilor de echilibru fixe, aproape de care petrec cea mai mare parte a timpului. Periodicitatea strictă a repetării maximului de probabilitate într-un cristal ideal se propagă în mod arbitrar departe de particula aleasă; prin urmare, este obișnuit să spunem că există o "ordine cu rază lungă de acțiune" în solid.
În cazul unui lichid (figura 9.9, c), în apropierea fiecărei molecule, vecinii săi sunt mai mult sau mai puțin obișnuiți, dar la distanță această ordine este încălcată (ordine cu rază scurtă). Pe grafic, distanțele sunt măsurate în fracțiuni ale razei moleculei (r / r0).
3. Modelul termodinamic. În această teorie este introdusă o valoare - o funcție de distribuție radială - reprezentând probabilitatea de a detecta o pereche de atomi la o distanță de la R la R + dR
care poate fi privit ca o „concentrație locală de molecule la o distanță r de“ alesul „: de aceea, radial funcția de distribuție f (R) este raportul dintre concentrațiile de“ lichid local“.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: