11.1: Fluid ni nini?

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Hali ya awamu ya kawaida ya jambo.
• Eleza sifa za kimwili za yabisi, vinywaji, na gesi.
• Eleza mpangilio wa atomi katika yabisi, vinywaji, na gesi.

Matter kawaida ipo kama imara, kiowevu, au gesi; majimbo haya yanajulikana kama awamu tatu za kawaida za jambo. Yabisi yana umbo la uhakika na kiasi maalumu, viowevu vina kiasi cha uhakika lakini umbo lao hubadilika kulingana na chombo ambacho kinashikiliwa, na gesi hazina umbo la uhakika wala kiasi maalumu kwani molekuli zao zinahamia kujaza chombo ambacho zinashikiliwa (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Vioevu na gesi huhesabiwa kuwa majimaji kwa sababu huzaa vikosi vya ufugaji, ilhali yabisi huwapinga. Kumbuka kwamba kiwango ambacho maji yanayotokana na vikosi vya shearing (na hivyo hutoka kwa urahisi na kwa haraka) inategemea kiasi kinachoitwa mnato ambacho kinajadiliwa kwa undani katika Viscosity na Laminar Flow; Sheria ya Poiseuille. Tunaweza kuelewa awamu ya jambo na nini hufanya maji kwa kuzingatia nguvu kati ya atomi zinazounda jambo katika awamu tatu.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Atomi katika imara daima zina majirani sawa, uliofanyika karibu na nyumba na majeshi yaliyowakilishwa hapa na chemchemi. Atomi hizi kimsingi zinawasiliana. Mwamba ni mfano wa thabiti. Mwamba huu huhifadhi umbo lake kwa sababu ya vikosi vinavyoshikilia atomi zake pamoja. (b) Atomi katika kiowevu pia zipo karibu lakini zinaweza kupigana. Vikosi kati yao hupinga sana majaribio ya kuwafukuza karibu pamoja na pia kuwashikilia kwa karibu. Maji ni mfano wa kioevu. Maji yanaweza kutiririka, lakini pia inabaki katika chombo kilicho wazi kwa sababu ya nguvu kati ya atomi zake. (c) Atomi katika gesi hutenganishwa na umbali ambao ni mkubwa sana kuliko ukubwa wa atomi wenyewe, na huhamia kwa uhuru. Gesi lazima ifanyike kwenye chombo kilichofungwa ili kuzuia kusonga nje kwa uhuru.

Atomi katika yabisi huwa katika mawasiliano ya karibu, huku vikosi baina yao vinavyoruhusu atomi kutetemeka lakini si kubadili nafasi na atomi za jirani. (Vikosi hivi vinaweza kufikiriwa kama chemchemi ambazo zinaweza kutambulishwa au kusisitizwa, lakini hazivunjika kwa urahisi.) Hivyo imara inakataa aina zote za dhiki. Mango haiwezi kuharibika kwa urahisi kwa sababu atomi zinazounda imara haziwezi kuzunguka kwa uhuru. Vyabisi pia hupinga ukandamizaji, kwa sababu atomi zao huunda sehemu ya muundo wa kimiani ambamo atomi ni umbali wa kudumu kiasi mbali. Chini ya compression, atomi ingekuwa kulazimishwa ndani ya mtu mwingine. Wengi wa mifano tuna alisoma hadi sasa wamehusika vitu imara ambayo deform kidogo sana wakati alisisitiza.

Maelezo ya chini ya microscopic ya Yabisi na

Tabia za atomiki na Masi zinaelezea na kuimarisha sifa za macroscopic za yabisi na maji. Maelezo haya submicroscopic ni mandhari moja ya maandishi haya na ni yalionyesha katika Hifadhi ya Momentum. Angalia, kwa mfano, maelezo ya microscopic ya migongano na maelezo ya kasi au microscopic ya shinikizo katika gesi. Sehemu hii ya sasa inajitolea kabisa kwa maelezo ya submicroscopic ya yabisi na vinywaji.

• Kwa upande mwingine, vinywaji huharibika kwa urahisi wakati wa kusisitizwa na hazirudi kwenye sura yao ya awali mara baada ya nguvu kuondolewa kwa sababu atomi ni huru kupiga slide juu na kubadili majirani-yaani, hutiririka (hivyo ni aina ya maji), huku molekuli zilizofanyika pamoja na kuheshimiana kivutio. Wakati kioevu kinawekwa kwenye chombo kisicho na kifuniko, kinabakia kwenye chombo (kutoa chombo hauna mashimo chini ya uso wa kioevu!). Kwa sababu atomi ni karibu packed, viowevu, kama yabisi, kupinga compression.

Atomi katika gesi zinatenganishwa na umbali ambao ni mkubwa ikilinganishwa na ukubwa wa atomi. Kwa hiyo majeshi kati ya atomi za gesi ni dhaifu sana, isipokuwa wakati atomi zinapogongana. Gesi hivyo si mtiririko tu (na hivyo huhesabiwa kuwa majimaji) lakini ni rahisi kiasi kubana kwa sababu kuna nafasi nyingi na nguvu kidogo kati ya atomi. Wakati kuwekwa kwenye gesi za wazi za chombo, tofauti na vinywaji, zitatoroka. Tofauti kubwa ni kwamba gesi zinaweza kusisitizwa kwa urahisi, wakati vinywaji haviko. Kwa ujumla tutataja gesi zote mbili na vinywaji tu kama maji, na kufanya tofauti kati yao tu wakati wao kuishi tofauti.

Phet Explorations: Mataifa ya Mambo - Misingi

Joto, baridi, na compress atomi na molekuli na kuangalia kama wao mabadiliko kati ya awamu imara, kioevu, na gesi.

Muhtasari

• Maji ni hali ya suala ambalo linazalisha kwa upande wa pili au vikosi vya kukata. Liquids na gesi ni maji yote. Statics ya maji ni fizikia ya maji ya stationary.

faharasa

viowevu

vinywaji na gesi; maji ni hali ya suala ambalo linazalisha vikosi vya kukata