สมบัติของเหลว

สมบัติของเหลว

        ของเหลวมีสมบัติที่แตกต่างออกไปจากของแข็งและแก๊ส ซึ่งในที่นี้จะกล่าวถึงสมบัติของของเหลว 3 ประการ คือ  1.  ความตึงผิว  2. การระเหย  3. ความดันไอ

ความตึงผิว ( surface tension)

       ถึงแม้โมเลกุลของของเหลวสามารถเคลื่อนที่ได้ตลอดเวลา ไม่หยุดนิ่ง แต่การเคลื่อนที่ของแต่ละโมเลกุลก็จะขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดและอิทธิพลของโมเลกุลอื่นๆที่อยู่ข้างเคียงด้วยเช่นกันพิจารณารูปต่อไปนี้

      เมื่อพิจารณาโมเลกุลเพียงหนึ่งโมเลกุลที่ถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลอื่นๆ พบว่า โมเลกุลที่อยู่ภายในของของเหลวจะได้รับแรงดึงดูดจากโมเลกุลอื่น ๆ ที่อยู่ล้อมรอบเท่ากันทุกทิศทาง ในขณะที่โมเลกุลที่อยู่ที่บริเวณผิวหน้าของของเหลว จะได้รับแรงดึงดูดเฉพาะโมเลกุลที่อยู่ด้านข้างและด้านล่างเท่านั้น โมเลกุลที่อยู่บริเวณผิวหน้าจึงมีเสถียรภาพน้อยกว่าโมเลกุลที่อยู่ภายในดังนั้นการลดพื้นที่ผิวของของเหลวจึงเป็นการลดจำนวนโมเลกุลที่บริเวณผิว ซึ่งจะทำให้ของเหลวมีเสถียรภาพมากขึ้น

อ่านเพิ่มเติม

การระเหย (evaporation)

            จากที่ได้ทราบมาแล้วว่า โมเลกุลของของเหลวไม่ได้อยู่นิ่งกับที่ แต่จะเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา ก็แสดงว่าโมเลกุลของของเหลวแต่ละโมเลกุลจะต้องมีความเร็ว หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือ โมเลกุลของเหลวมีพลังงานจลน์ เมื่อโมเลกุลมีการเคลื่อนที่ ย่อมจะทำให้เกิดการชนกันของโมเลกุลที่อยู่ในของเหลว สิ่งที่เกิดขึ้น คือ ทำให้โมเลกุลของของเหลวมีการแลกเปลี่ยนพลังงานซึ่งกันและกัน หลังจากที่เกิดการชนของโมเลกุล อาจจะทำให้โมเลกุลหนึ่งมีพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น และอีกโมเลกุลหนึ่งอาจจะมีพลังงานจลน์ลดลง ซึ่งในที่สุด จะทำให้แต่ละโมเลกุลของของเหลวมีพลังงานจลน์แตกต่างกัน ซึ่งอาจจะสูงกว่าหรือต่ำกว่าพลังงานจลน์เฉลี่ย

โมเลกุลที่มีพลังงานจลน์สู ก็จะเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลและในที่สุดก็จะหลุดออกไปจากผิวหน้าของของเหลว และกลายเป็นแก๊สเรียกกระบวนการที่โมเลกุลของของเหลวบริเวณผิวหน้าหลุดออกไปเป็นแก๊สว่า การระเหย (evaporation) ในของเหลวชนิดเดียวกัน โดยทั่วไปแล้ว เมื่ออุณภูมิของของเหลวสูงขึ้นจะทำให้อัตราการระเหยเร็วกว่าของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเมื่อโมเลกุลระเหยออกไปแล้ว สิ่งที่เปลี่ยนแปลง คือ จะทำให้พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลที่เหลือมีค่าลดลง และทำให้อุณหภูมิของของเหลวลดลงตามไปด้วย เพราะพลังงานความร้อนส่วนหนึ่งถูกใช้กับการระเหยดังนั้น ปัจจัยที่ผลต่ออัตราการระเหยของของเหลว ก็คือ อุณหภูมิ พื้นที่ผิวหน้า และแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล อ่านเพิ่มเติม 3 ความดันไอ (vapor pressure)              พิจารณารูปต่อไปนี้ สมมติว่า ในภาชนะ ซึ่งเป็นหลอดแก้วปิด บรรจุของเหลวชนิดหนึ่ง   โดยทั่วไป เมื่อของเหลวหนึ่งๆ บรรจุอยู่ใน ภาชนะเปิด เมื่อทิ้งไว้ระยะหนึ่ง จะเห็นว่า ในที่สุดของเหลวนี้จะระเหยไปหมด ไม่มีของเหลวเหลืออยู่แต่ถ้านำของเหลวไปบรรจุใน ภาชนะปิด โดยวางภาชนะนี้ไว้ในที่สภาวะเดียวกันมีอุณหภูมิ และความดันเดียวกัน เมื่อทิ้งไว้ในระยะเวลาหนึ่งจะพบว่ามีไอซึ่งเกิดจากการระเหยปรากฏอยู่เหนือของเหลวนี้ ไอของโมเลกุลของเหลวที่อยู่เหนือของเหลวนี้จะวิ่งชนกับผนังของภาชนะ จึงทำให้เกิดความดัน เราเรียกว่า ความดันไอ (vapor pressure)    อ่านเพิ่มเติม