|
|
VLASTNOSTI KVAPALÍN
Ropa a voda sú kvapaliny, ale majú rôzne fyzikálne vlastnosti. Môžu tiecť, ale ich molekuly sú i tak držané pohromade dostatočne veľkými silami, takže ak nemajú pevný tvar, majú istý stanovený objem. Obe vytvárajú tlak, ktorý u kvapalín záleží na hustote a hĺbke pod povrchom - tlak vody na dne mora je mnohonásobne väčší než u hladiny.
V dnom mieste v nádobe s kvapalinou pôsobí tlak rovnako vo všetkých smeroch. Zvláštnou vlastnosťou kvapaliny je, že na rozdiel od plynu ju nemožno stlačiť. Ak pôsobí na jednom mieste tlak, prejaví sa okamžite v celom objeme kvapaliny. Zubná pasta, čo je hustá kvapalina, vystrekne z tuby, až ju stlačíme uprostred alebo na konci. To je ilustrácia princípu hydraulických mechanizmov, ktoré používajú tlak, pôsobený pomerne malou silou na malý piest, k vytvoreniu veľkej sily pôsobí na väčší piest. Pomocou hydraulického heveru môže jediný človek sám vytvoriť dostatočný tlak, aby zodvihol ťažký nákladný automobil.
Hydraulické zariadenie využívajú nestlačiteľnosť kvapalín. Následkom toho sa tlak pôsobiaci v ktoromkoľvek bode kvapaliny prenáša rovnomerne do všetkých miest. Hydraulické zariadenie v rameni bagra (dole) je naplnené hydraulickým olejom, ktorý sa natlakuje rotačným čerpadlom. Ventily spojené lankom s ovládacou pákou smerujú vysokotlakový olej na jednu alebo na druhú stranu piestu vo vnútri hydraulického valca, čím vzniká pohyb pákového stroja, a tým i ramena bagra v požadovanom smere. Pre zaistenie plného rozsahu pohybu ramena a ovládaniu lyžice bagra je potreba tri takéto valce.
Ropa pláva na vode, pretože je redšia. Ropa má však väčšiu viskozitu ako voda, pretože v nej pôsobí medzi molekulami silnejšie príťažlivé sily. Vo viskóznej kvapaline, ako je ropa či sirup, sú molekuly vzájomne silne zviazané. Nešmýkajú sa okolo seba ľahko a je pomerne ťažké takúto kvapalinu prelievať.
Zahriatím viskóznej kvapaliny sa znižuje jej molekulárna príťažlivosť. Kvapalina redne a možno ju ľahšie prelievať. Zvýšením tlaku sa molekuly v kvapaline vzájomne priblížia a viskozita rastie. To je významná vlastnosť mazacích olejov, ktoré sa pri vysokých tlakoch medzi ozubenými koliečkami a medzi po sebe šmýkajúcimi sa súčasťami strojov stávajú viskóznejšími. Pokiaľ by tomu tak nebolo, olej by bol vytlačený, k mazaniu by nedošlo a súčasti by sa zadreli.
I ďalšie fyzikálne vlastnosti kvapalín je možné vysvetliť pomocou priľnavých síl medzi molekulami. Napríklad príťažlivosť medzi molekulami vytvára na povrchu kvapaliny akúsi "blanu". Tú spôsobuje tak zvané povrchové napätie, vďaka nemu majú dažďové kvapky tvar guličky, ktoré udržuje u seba mydlové bubliny a ktoré umožňuje drobnému hmyzu chodiť po vode. Vďaka povrchovému napätiu môže taktiež na vode plávať treba i malá ihla. Pokiaľ do vody pridáme čistiaci prostriedok, ihla sa ponorí, pretože čistiaci prostriedok znižuje povrchové napätie. Kvapalina s nízkym povrchovým napätím v úzkom kapiláre stúpa a preto porézne materiály ako je špongia či hodvábny papier nasávajú vodu. Pokiaľ je kapilár umiestený do kvapaliny s vysokým povrchovým napätím, ako je ortuť, hladina kvapaliny v kapiláry klesne.
Hmyz sa pohybuje po hladine a jeho hmotnosť nesie "blana" vytvorená povrchovým napätím.
Z povrchu kvapaliny unikajú niektoré z kmitajúcich molekúl. Ide o proces vyparovania, ktorý sa dá urýchliť zvýšením teploty. Pri dostatočne vysokej teplote kvapalina vrie, molekuly ju rýchlo opúšťajú a vytvárajú plyn alebo paru.
Veličina s sa nazýva povrchové napätie a je závislé na druhu kvapaliny a na prostredí nad voľným povrchom kvapaliny. Kvapalina daného objemu má snahu nadobúdať taký tvar, aby jej povrch bol čo najmenší a taktiež aj povrchová energia a preto nadobúda kvapalina tvar gule.
Znížením tlaku kvapaliny sa tento proces uľahčuje, a tak sa znižuje bod varu. Preto voda vrie na vrcholku hory pri nižšej teplote (atmosferický tlak je tu nižší) ako na úrovni hladiny mora. Zvýšenie tlaku kvapaliny zvyšuje bod varu, čo je princíp tlakového hrnca, ktorý sa bežne používa pri varení.
na začiatok
|
|
|
