Свойства жидких и твердых тел

1.

СВОЙСТВА
ЖИДКИХ
И ТВЕРДЫХ ТЕЛ

2.

Свойства
жидких тел
⮚ характеристика жидкого состояния
вещества;
⮚ поверхностное натяжение;
⮚ капиллярные явления.

3.

Измеритель текучести жидкости
Внутри жидкости
наблюдается ближний
порядок в расположении
молекул, большое
внутреннее давление,
текучесть (форма сосуда)

4.

Под действием сил
жидкость
стремиться
сократить
площадь
свободной поверхности
Так
как
равновесное
состояние
характеризуется
минимумом потенциальной
энергии, то жидкость при
отсутствии внешних сил будет
принимать такую форму,
чтобы
она
имела
минимальную поверхность –
форма шара (с учетом силы
тяжести - капля).

5.

Поверхностное
натяжение
Дополнительная энергия, которой
обладают молекулы в поверхностном
слое
жидкости,
называется
поверхностной
энергией,
и
она
пропорциональна
площади
слоя.
ΔE=σ*ΔS,
где σ - поверхностное натяжение,
которое равно силе поверхностного
натяжения, приходящейся на единицу
длины
контура,
ограничивающего
поверхность.
[σ]=Н/м или Дж/м2

6.

Жидкость
Смачивает
поверхность
Не смачивает
поверхность
Если силы взаимодействия молекул твердого тела и
молекул жидкости больше сил взаимодействия между
молекулами жидкости, то жидкость смачивает твердое тело
(ртуть-железо). В противном случае жидкость не смачивает
твердого тела (ртуть –стекло).

7.

Капиллярные явления
Капилляр – узкая трубка
Явление изменения высоты уровня
жидкости в капиллярах, называется
капиллярностью.
Жидкость
в
капилляре поднимается или опускается
на такую высоту h, при которой
давление
столба
жидкости
(гидростатическое)
ρ*g*h
уравновешивается избыточным давлением
ΔР, которое носит название давление
Лапласа
давление Лапласа

8.

где r – радиус капилляра; ρ - плотность
жидкости; g – ускорение свободного
падения; σ - поверхностное натяжение;
θ - краевой угол.
θ=0, при полном смачивании;
θ=π - при полном несмачивании.

9.

Кровеносная система человека
Капилляры – наименьшие сосуды –
число которых составляет 240 000 на 1 см,
общая длина их равняется 10 000 км.
Толщина капилляров равняется толщине
одной клетки. Собственно артерии лишь
"развозят" кровь, а всасывание отходов и
отдача полезных веществ и кислорода
происходят в капиллярах.

10.

Питание растений,
по капиллярам

11.

Свойства
твердых тел
⮚ характеристика твердого
состояния вещества;
⮚ жидкие кристаллы;
⮚ упругие свойства твердых тел;
⮚ закон Гука;
⮚ механические свойства
твердых тел;
⮚ тепловое расширение
твердых тел.

12.

Характеристика твердого
состояния вещества
Дальний порядок в
расположении
молекул
(кристаллическая
решетка)
Кристаллическая решетка алмаза

13.

Кристаллы
Зависимость
физических
свойств
(скорость
распространения
света,
электропроводность, теплопроводность,
модуль упругости и др.) от направления
внутри
кристалла
называют
анизотропией.
Тела,
свойства
которых одинаковы
по всем направлениям, называются
изотропными.
Большинство твердых материалов
являются поликристаллическими.
Аморфные
тела
Промежуточное
состояние
между жидкостью и твердым
телом (стекло, пластмасса,
глицерин, сера).

14.

Жидкие кристаллы
Увеличенное изображение
жидкого кристалла
По структуре ЖК представляют
собой жидкости, похожие на
желе, состоящие из молекул
вытянутой формы, определённым
образом упорядоченных во всем
объёме этой жидкости.

15.

Применение
жидких
кристаллов

16.

Упругие свойства твердых тел
Деформацией называется
формы или объема тела
Деформации, которые полностью
исчезают после прекращения
действия
внешних
сил,
называются упругими (пружины,
стальные шарики, резиновый
шнур).
Растяжения
(сжатия)
Изгиб и
кручение
Сдвига
изменение
Деформации, которые не исчезают
после прекращения внешних сил,
называются пластическими (глина,
воск, свинец).

17.

Деформация растяжения (сжатия)
характеризуется абсолютным и
относительным удлинением
Δℓ = |ℓ-ℓ0 |
Δℓ - абсолютное удлинение, м;
ℓ0 - начальная длина, м;
ℓ – конечная длина, м.
относительное удлинение

18.

Механические свойства твердых тел

19.

Закон Гука
Механическим напряжением называют отношение
модуля силы упругости к площади поперечного
сечения:
При малых деформациях напряжение прямо пропорционально
относительному удлинению: σ = Е*ε.,
Е – модуль упругости или модуль Юнга.
Модуль Юнга характеризует сопротивляемость материала упругой
деформации растяжения или сжатия
k - жесткость тела

20.

Тепловое расширение твердых тел
При повышении температуры размеры твердых тел увеличиваются, а при
понижении – уменьшаются (изменение расстояний между атомами).
α – температурный коэффициент
линейного расширения
β- коэффициент объемного
расширения
Учитывается при
конструировании приборов и
машин, при строительстве линий
газопроводов и трубопроводов,
при монтаже линий
электропередач, при сварных
работах и др.