Fyzika - skripta

Kapalina má snahu nabývat takového tvaru, aby její povrch měl nejmenší obsah. Povrch kapaliny se chová jako blána a unese na sobě lehká tělesa. Síla působící v povrchu kapaliny se nazývá povrchová síla.

Blána z mýdlového roztoku (2 povrchy) v rámečku s jednou stranou pohyblivou má snahu zaujmout minimální povrch. Když tuto sílu vyrovnáme zavěšením závažíčka, platí .

Povrchová energie:

, kde σ je povrchové napětí.

Povrchové napětí: , s rostoucí teplotou povrchové napětí klesá.

1. Jevy na rozhraní pevného tělesa a kapaliny

Kapalina v nádobě vytváří buď dutý povrch (voda ve skleněné nádobě – smáčí stěny nádoby) nebo vypuklý povrch (rtuť ve skleněné nádobě – nesmáčí stěny nádoby). Tento jev je důsledkem silového působení molekul nádoby na molekuly kapaliny.

Stykový úhel (théta) je při dutém povrchu od 0° do 90°, při vypuklém je od 90° do 180°.

1. Kapilární tlak

Kapilární tlak: – R je poloměr kapiláry – je způsoben zakřivením povrchu kapaliny u stěn nádoby. Pro dva povrchy (např. bublina) platí .

Kapilarita: – u kapalin smáčejících stěny kapiláry je kapalina výš než povrch kapaliny (kapilární elevace), u kapalin nesmáčejících stěny kapiláry je tomu naopak (kapilární deprese). Kapilární elevace – cévy rostlin, knot s petrolejem.

1. Teplotní objemová roztažnost kapalin

, kde β je součinitel objemové roztažnosti kapaliny (ta je větší než u pevných látek).

Při větších teplotních rozdílech platí:

Vyjímkou je voda v teplotním rozmezí od 0°C do 3,98°C, kde s rostoucí teplotou její objem klesá. To je důležité pro přežití vodních živočichů.

Změny hustoty:

Po úpravách

1. Změny skupenství látek

1. Tání a tuhnutí

1. Tání

Přeměna z pevné látky na kapalnou.

Krystalické látky

Skupenské teplo tání: – množství tepla, které musíme dodat tělesu z pevné látky ohřátého na teplotu tání, aby se změnilo na kapalinu téže teploty.

Měrné skupenské teplo tání:

Při zahřívání pevné látky na teplotu tání se zvyšuje kinetické energie částic látky. Při dodávání tepla látce, která dosáhla teploty tání, se teplota látky nezvyšuje dokud všechna látka neroztaje – teplo se mění na potenciální energii částic.

Amorfní látky

Nemají teplotu tání, postupně měknou, až roztají (vosk, asfalt). Některé látky nelze zahřát k teplotě tání, protože se vznítí a začnou hořet (dřevo, mramor).

1. Tuhnutí

Přeměna z kapalné na pevnou.

Kapalinu musíme nejprve ochladit na teplotu tuhnutí, potom odebrat skupenské teplo tuhnutí (stejné jako teplo tání).

Při tuhnutí začnou vznikat v kapalině vlivem vazebných sil krystalizační jádra, k nimž se postupně připojují další částice látky.

1. Změna objemu těles

Většina látek při tání zvětšuje svůj objem, vyjímku tvoří led, Sb, Bi, Ge.

Teplota tání krystalické látky s rostoucím vnějším tlakem vzrůstá u látek, které při tání zvětšují svůj objem. Látky, které při tání svůj objem zmenšují, při zvýšení vnějšího tlaku tají při nižší teplotě.