Шпаргалка по "Химии"

Жидкости занимают промежуточное положение между  газообразными и твердыми веществами. При температурах, близких к температурам кипения, свойства жидкостей приближаются к свойствам газов; при температурах, близких к температурам плавления, свойства жидкостей приближаются к свойствам твердых веществ. Если для твердых веществ характерна строгая упорядоченность частиц, распространяющаяся на расстояния до сотен тысяч межатомных или межмолекулярных радиусов, то в жидком веществе обычно бывает не более нескольких десятков упорядоченных частиц - объясняется это тем, что упорядоченность между частицами в разных местах жидкого вещества так же быстро возникает, как и вновь «размывается» тепловым колебанием частиц.  Вместе с тем общая  плотность упаковки частиц жидкого вещества мало отличается от твердого вещества - поэтому их плотность близка к плотности твердых тел, а сжимаемость очень мала. Например, чтобы уменьшить объем, занимаемый жидкой водой, на 1%, требуется приложить давление ~ в 200 атм, тогда как для такого же уменьшения объема газов требуется давление порядка 0,01  атм. Следовательно, сжимаемость жидкостей примерно и 200 : 0,01 = 20000 раз меньше сжимаемости газов.

Выше отмечалось, что жидкости имеют определенный собственный объем и принимают  форму сосуда, в котором находятся; эти их свойства значительно ближе  к свойствам твердого, чем газообразного  вещества. Большая близость жидкого  состояния к твердому подтверждается также данными по стандартным  энтальпиям испарения ∆Н°_исп и стандартным энтальпиям плавления ∆Н°_пл. Стандартной энтальпией испарения называют количество теплоты, необходимое для превращения 1 моль жидкости в пар при 1 атм (101,3 кПа). То же количество теплоты выделяется при конденсации 1 моль пара в жидкость при 1 атм. Количество теплоты, расходуемое на превращение 1 моль твердого тела в жидкость при 1 атм, называют стандартной энтальпией плавления (то же количество теплоты  высвобождается  при «замерзании» («отвердевании») 1 моль жидкости при 1 атм). Известно, что ∆Н°_пл намного меньше соответствующих значений ∆Н°_исп, что легко понять, поскольку переход из твердого состояния в жидкое сопровождается меньшим нарушением межмолекулярного притяжения, чем переход из жидкого в газообразное состояние.

Ряд других важных свойств жидкостей больше напоминает свойства газов. Так, подобно газам  жидкости могут течь - это их свойство называется текучестью. Сопротивляемость течению определяется вязкостью. На текучесть и вязкость влияют силы притяжения между молекулами жидкости, их относительная молекулярная масса, а также целый ряд других факторов. Вязкость жидкостей  ~  в 100 раз больше, чем у газов. Так же, как и газы, жидкости способны диффундировать, хотя и гораздо медленнее, поскольку частицы жидкости упакованы гораздо плотнее, чем частицы газа.

Одно из важнейших  свойств именно жидкости - ее поверхностное натяжение (это свойство не присуще ни газам, ни твердым веществам). На молекулу, находящуюся в жидкости, со всех сторон равномерно действуют межмолекулярные силы. Однако на поверхности жидкости баланс этих сил нарушается, и вследствие этого «поверхностные» молекулы оказываются под действием некой результирующей силы, направленной внутрь жидкости. По этой причине поверхность жидкости оказывается в состоянии натяжения. Поверхностное натяжение - это минимальная сила, сдерживающая движение частиц жидкости в глубину жидкости и тем самым удерживающая поверхность жидкости от сокращения. Именно поверхностным натяжением объясняется «каплевидная» форма свободно падающих частиц жидкости

Вязкость – свойство жидкости сопротивляться сдвигу ее слоев относительно друг друга, обусловливающее силы внутреннего трения между слоями, имеющими различные скорости движения.

Сила внутреннего  трения определяется формулой Ньютона: Fтр=?•S•dv/dn, 
где S – площадь соприкосновения взаимоподвижных слоев, dv/dn – градиент скорости, коэффициент ? называют коэффициентом внутреннего трения или динамической вязкостью. Он зависит от свойств жидкости, температуры и давления в жидкости.

Жидкости у которых ? не зависит от градиента скорости называются ньютоновскими. К ним относятся вода, масла, нефтепродукты и другие среды. 
Но у многих жидкостей ? зависит от dv/dn – градиента скорости, где n – направление по нормали к скорости сдвига. 
Для дилатантных жидкостей (клеи и прочее)? увеличивается с ростом dv/dn. 
Для так называемых псевдопластичных жидкостей, наоборот ? уменьшается. 
С ростом температуры жидкостей ? снижается.

В технике используется также кинематический коэффициент  вязкости ? связанный с динамической соотношением ?=?/?, где ? плотность жидкости.

Динамическая вязкость имеет размерности: Паскаль•секунда (Па•с), пуаз, сантипуаз и другие. 
Кинематическая вязкость – Стокс, сантиСтокс, см²/сек, а также градусы Энглера, секунды Сейболта и другие.

Применение различных  единиц связано с резко различающимися свойствами жидкостей и традициями измерений. 
В справочной литературе встречаются формулы и графики, по которым одни единицы пересчитываются в другие, однако эти формулы есть не для всех единиц и жидкостей.

При проектировании и подборе насосов для вязких жидкостей приходится преодолевать отсутствие данных о вязкости многих продуктов. Предприятия, заказывающие насосы, плохо представляют даже порядок  величин вязкости и редко имеют  приборы для ее измерения. 
С увеличением вязкости жидкостей, перекачиваемых лопастными насосами, напор насоса снижается, а потребляемая мощность возрастает. Для многих вязких жидкостей лопастные насосы непригодны. 
В этих случаях используются винтовые, шланговые, мембранные насосы и другие объемные насосы. В последнее время расширяется применение мембранных пневматических насосов. 
Большим достоинством этих насосов является способность перекачивать вязкие (до 50000 мПас) жидкости (сиропы, сгущенное молоко), а так же жидкости, чувствительные к пенообразованию или расслаиванию, без разрушения их структуры (кефир, майонез, ягоды, шампуни, краски и т.п.). Эти насосы очень надежны при перекачивании концентрированных взвесей, в том числе абразивных.