Четыре состояния воды

Гель

Гель (от лат. gelo — «застываю») — характеризуется структурой, придающей ему механические свойства твёрдых тел.

Гель — это система, состоящая из как минимум двух компонентов, как минимум один из которых непрерывно простирается в растворителе. Гели образуются при коагуляции (свертывании, сгущении) и последующей слияние капель или пузырей раствора. При высушивании гели необратимо разрушаются.

Гели широко используются для производства широчайшего набора продуктов домашнего потребления и бытовой химии. Например, гель для волос.

Жидкость

Жидкость — одно из агрегатных состояний воды. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму, сохраняя при этом объём.

Жидкое состояние воды обычно считают промежуточным между твёрдым и газообразным. Форма воды может полностью или отчасти определяться тем, что ее поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Например, вода может собираться в капли. Но вода способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы.

Молекулы воды не имеют определённого положения, но в тоже время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вода в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в лед (происходит кристаллизация), выше — в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления.

Физические свойства жидкости:

- Текучесть

Если к участку жидкости, находящейся в равновесии, приложить внешнюю силу, то возникает поток частиц жидкости в том направлении, в котором эта сила приложена: жидкость течёт. Таким образом, под действием неуравновешенных внешних сил жидкость не сохраняет форму и относительное расположение частей, и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится. Жидкость не имеет предела текучести: достаточно приложить сколь угодно малую внешнюю силу, чтобы жидкость потекла.

- Сохранение объёма

Одним из характерных свойств жидкости является то, что она имеет определённый объём (при неизменных внешних условиях). Жидкость чрезвычайно трудно сжать механически, поскольку, в отличие от газа, между молекулами очень мало свободного пространства. Давление, производимое на жидкость, заключенную в сосуд, передаётся без изменения в каждую точку объёма этой жидкости (закон Паскаля, справедлив также и для газов). Эта особенность, наряду с очень малой сжимаемостью, используется в гидравлических машинах.Жидкости обычно увеличивают объём (расширяются) при нагревании и уменьшают объём (сжимаются) при охлаждении. Впрочем, встречаются и исключения, например, вода сжимается при нагревании, при нормальном давлении и температуре от 0°С до приблизительно 4°С.

- Вязкость

Кроме того, жидкости (как и газы) характеризуются вязкостью. Она определяется как способность оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой — то есть как внутреннее трение. Когда соседние слои жидкости движутся относительно друг друга, неизбежно происходит столкновение молекул дополнительно к тому, которое обусловлено тепловым движением. Возникают силы, затормаживающие упорядоченное движение. При этом кинетическая энергия упорядоченного движения переходит в тепловую – энергию хаотического движения молекул. Жидкость в сосуде, приведённая в движение и предоставленная самой себе, постепенно остановится, но её температура повысится.

- Поверхностное натяжение

Из-за сохранения объёма жидкость способна образовывать свободную поверхность. Поверхностное натяжение может быть объяснено притяжением между молекулами жидкости. Каждая молекула притягивает другие молекулы, стремится «окружить» себя ими, а значит, уйти с поверхности. Соответственно, поверхность стремится уменьшится.Поэтому мыльные пузыри и пузыри при кипении стремятся принять сферическую форму: при данном объёме минимальной поверхностью обладает шар. Если на жидкость действуют только силы поверхностного натяжения, она обязательно примет сферическую форму — например, капли воды в невесомости.Маленькие объекты с плотностью, большей плотности жидкости, способны «плавать» на поверхности жидкости, так как сила тяготения меньше силы, препятствующей увеличению площади жидкости.

- Испарение и конденсация

Испарение – постепенный переход вещества из жидкости в газообразную фазу (пар). Конденсация – обратный процесс, переход вещества из газообразного состояния в жидкое. При этом в жидкость переходит из пара больше молекул, чем в пар из жидкости.

- Кипение

Кипение — процесс парообразования внутри жидкости. При достаточно высокой температуре давление пара становится выше давления внутри жидкости, и там начинают образовываться пузырьки пара, которые (в условиях земного притяжения) всплывают наверх.

- Смачивание

Смачивание — поверхностное явление, возникающее при контакте жидкости с твёрдой поверхностью в присутствии пара, то есть на границах раздела трёх фаз. Смачивание характеризует «прилипание» жидкости к поверхности и растекание по ней (или, наоборот, отталкивание и нерастекание).

Поделиться: