Ближний порядок (текучесть, несжимаемость, квазикристаличность, потенциальная энергия молекул).

    Поверхностное натяжение.

    Давление под искривленной поверхностью.

    Смачивание.

    Капиллярные явления.

Поверхностное натяжение.

Потенциальная энергия молекулы внутри жидкости меньше, чем вне жидкости. Поверхностный слой находится в иных условиях. Для перевода молекул на поверхность надо преодолеть некоторый потенциальный барьер.

Невозможно приготовить чашку из глины, не войдя в другую категорию - это будет только чашка без палки. Костерлитц и Тауусс рассматривали явления, происходящие в очень тонких, практически двумерных слоях. Холдейн также изучал свойства материи в виде почти одномерных структур - цепей атомов.

Долгое время ученые полагали, что даже при температуре абсолютного ноль-бисквита тепловые флуктуации разрушают весь порядок в тонком слое вещества. И если нет упорядоченных фаз, фазовых переходов также нет. Топологический фазовый переход не похож на обычный проход льда в воду. Главную роль играют небольшие вихри в плоском материале. При низких температурах они образуют близкородственные пары. Когда температура повышается, происходит фазовый переход - вихри внезапно отходят друг от друга и «парус» над материалом.

r - радиус молекулярного действия (сфера молекулярного действия).

Результирующая сила внутри жидкости равна 0. На поверхности газ - его действием можно пренебречь. Результирующая сила уменьшается. На весь слой, лежащий у поверхности жидкости, действуют силы, направленные нормально внутрь жидкости. Поверхностный слой оказывает на жидкость давление - молекулярное давление.

Она нашла применение, например, в атомной физике и статистической механике. Это было также подтверждено экспериментально. Дэвид Таулесс и Дункан Халдейн представили новаторскую теоретическую работу, которая поставила под сомнение текущие теории о том, какие материалы могут проводить электричество. Оказалось, что эти изменения могут принимать только строго определенные целочисленные значения без промежуточных состояний. Топология оказалась правой клавишей для объяснения этой головоломки: электроны в проводящем слое между полупроводниковыми слоями свободно перемещаются, создавая так называемую топологическую квантовую жидкость.

Масса жидкости, на которую не действуют внешние силы, должна принять сферическую форму. Из всех геометрических тел сфера имеет при данном объеме наименьшую поверхность. Поверхность жидкости как натянутая пленка. Чтобы растянуть пленку, нормально к ее границы надо приложить силу , касательную к поверхности жидкости, называемую силой поверхностного натяжения. Эти силы тем больше, чем больше длина границы пленки:

Изменения сопротивления являются квантовыми - они происходят постепенно, а не непрерывно. Однако Холдейн ожидал более своеобразного эффекта. Оказалось, что их свойства полностью различаются в зависимости от природы атомных магнитов, которые делятся на две категории - четные и нечетные. Как показал Холдейн, даже магниты образуют топологические цепи, в то время как нечетные - нелогичны.

Дальнейшие исследования в этой области привели к открытию топологических состояний, касающихся не только цепей или тонких слоев, но и обычных трехмерных материалов. Топологические изоляторы, сверхпроводники или металлы относятся к числу «горячих» тем исследований.


- коэффициент поверхностного натяжения. С Т и

. При Т

Т крит.

0 . Пусть

– некоторая площадка.

- работа по ее созданию силы F .

Благодаря открытиям лауреатов Нобелевской премии этого года физики лучше поняли свойства материи. Теоретический прогресс может перерасти в развитие новых материалов и прогресс в построении таких устройств, как квантовые компьютеры. Часть более высокой организации материи. Нет мертвый объем, ни его форма, не представляет наибольшую расширяемость, но большинство сжимаемости. Силы притяжения между частицами газа слабы, дегазированное сцепление между частицами очень мало, а также плотностью. Скорость диффузии обратно пропорциональна массе частиц и пропорциональна давлению газа.


тогда


Эта работа идет на увеличение энергии пленки:


Их называют насыщенным паром. Это зависит от объема газа, в котором находится жидкость. Поверхностное натяжение проявляется на жидкостях. Поток - свойство, специфичное для жидкостей. Кристаллохимия Факторы, влияющие на кристаллическую структуру - объем частиц - поляризация - природа сил взаимодействия - электромагнитная. Когда выпаривание происходит во всей массе жидкости, процесс называется кипячением. Давление, при котором жидкость сосуществует при определенной температуре, называется давлением пара.

Это компактные структуры. Слой вблизи стенки стационарной емкости. Кристаллы ограничены гранями и краями, встречающимися в углах. Кристаллическая упаковка. Частицы расположены так, что они могут полностью занять пространство. Для построения сети учитывайте составные атомы или ионы как частицы. Количество тепла, необходимое для трансформации одного моля жидкого пара, называется молярной теплотой испарения. другие течет с увеличением скорости до достижения максимальной скорости. что означает максимальное количество частиц, помещенных в наименьшее возможное пространство.

Энергия поверхностного натяжения.

Энергия - это часть внутренней энергии пленки, которая превращается в работу при изотермическом процессе.

Свободная энергия

Поверхностное натяжение объясняет: образование капель:


Рычаг ориентирован от внутренней части жидкости к внутренней части и имеет тенденцию уменьшать поверхность жидкости. Вязкость жидкости выражается коэффициентом вязкости, представляющим силу трения, действующую между двумя параллельными слоями относительной жидкости смещения на поверхностном блоке. Процесс, при котором жидкость испаряется, называется выпариванием. Другой жидкостью, которая проявляется в жидкостях, является внутренняя стойкость, которая представляет деаэрационную силу газообразных молекул на расстояние, меньшее радиуса действия межмолекулярных сил.

Для капли:


Давление под искривленной поверхностью

Рассмотрим поверхность жидкости, опираясь на плоский контур.

Если поверхность жидкости не плоская, то стремление ее к сокращению приведет к дополнению давления по отношении к плоской жидкости.

Капиллярность - это процесс подъема жидкостей в узких трубах с образованием криволинейных поверхностей, называемых менискури. Смещение жидкостей противодействует внутренней стойкости и вязкости жидкостей. В зависимости от адгезии жидкости к стенкам сосуда образуются вогнутые и выпуклые маркировки. Твердое - привлекательное притяжение между компонентами - устойчивость к тепловой и термической деформации. Определение в кристалнике - характеризуется упорядоченным распределением частиц аморфных частиц - распределение регулярности частиц.

В случае выпуклой поверхности это давление положительно, в случае вогнутой - отрицательно.


Вычислим

для сферической поверхности жидкости.

Из- за поверхностного натяжения оба полушария притягиваются.



Эти силы прижимают оба полушария по поверхности, и они обуславливают дополнительное давление:


Кривизна поверхности:


В геометрии доказано, что полусумма обратных радиусов кривизны любой пары взаимно перпендикулярных сечений имеет одно и тоже значение Н :


Для сферы: R 1 = R 2 = R :


Лаплас доказал, что формулы справедливы для поверхности любой формы, если под Н подразумевается средняя кривизна поверхности в той точке, под которой определяется дополнительное давление.

Средняя кривизна



Формула Лапласа

Добавочное давление изменяет уровень жидкости в узких трубках (капиллярах), которое иногда называют капиллярное давление.

Плавание небольших тел на поверхности объясняется лапласовым давлением.

Смачивание

При рассматривании явлений на границе жидкость – твердое тело, нужно рассматривать суммарную поверхностную энергии двух веществ.

Если граничат три вещества: жидкое, твердое и газ. То вся конфигурация соответствует минимуму суммарной энергии (поверхностной, в поле жидкости).


Угол, между поверхностью твердого тела и касательной к жидкости - краевой угол.

Если меньше π/2 жидкость смачивает тело.

Если больше π/2 жидкость не смачивает тело.

При равное нулю полное смачивание.

При

полное несмачивание.

Несмачивание может приводить к любопытным явлениям: иголка в жире не тонет. Аналогично, можно носить воду в решете, если решето не смачивается водой (покрыть парафином нити решета), если воды немного.

Капиллярные явления

Существование краевого угла приводит к тому, что вблизи стенок сосуда наблюдается искривление поверхности жидкости. В узкой трубке капилляре искривленной оказывается поверхность.

Жидкость смачивает поверхность:


Если жидкость не смачивает:


Если поверхность жидкости искривлена, то силы поверхностного натяжения создают дополнительное давление на жидкость:


Таким образом, суммарное давление равно:



капиллярное, лапласово давление.

Если капилляр погрузить одним концом в жидкость, то при смачивании капилляра уровень жидкости будет выше уровня в сосуде, при несмачивание – ниже.


Изменение высоты уровня в узких трубках – капиллярность.


Если капилляры имеют круглое сечение, то:


и




Если капилляр мал, то при полном смачивании

:

R = r



Жидкость - агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкости присуще свойство твердых тел – сохранять свой объем, образуют поверхность, прозрачность, прочностью на разрыв. Газы: принимают форму сосуда, непрерывно переходит в газ без скачка.

Ряд особенностей свойственных только ей: Особенность – текучесть. Жидкости почти несжимаемы. Исследования жидкостей при помощи рентгеновских лучей показали, что внутреннее строение их имеет много общего со строением твердых тел.

В расположении частиц жидкости наблюдается ближний порядок .

Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём. Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твердое состояние(происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние - стекло), выше - в газообразное(происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления.

3.1Физич.св-ва жидкостей:

ü Текучесть (Основным свойство.В отличие от пластичных твёрдых тел, жидкость не имеет предела текучести: достаточно приложить сколь угодно малую внешнюю силу, чтобы жидкость потекла.

ü Сохранение объёма. Одним из характерных свойств жидкости является то, что она имеет определённый объём (при неизменных внешних условиях). Жидкость чрезвычайно трудно сжать механически, поскольку, в отличие от газа, между молекулами очень мало свободного пространства. Жидкости обычно увеличивают объём (расширяются) при нагревании и уменьшают объём (сжимаются) при охлаждении.

ü Вязкость. Кроме того, жидкости (как и газы) характеризуются вязкостью. Она определяется как способность оказывать сопротивление перемещению одной из частей относительно другой - то есть как внутреннее трение.Когда соседние слои жидкости движутся относительно друг друга, неизбежно происходит столкновение молекул дополнительно к тому, которое обусловлено тепловым движением. Жидкость в сосуде, приведённая в движение и предоставленная самой себе, постепенно остановится, но её температура повысится.

ü Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение .Из-за сохранения объёма жидкость способна образовывать свободную поверхность. Такая поверхность является поверхностью раздела фаз данного вещества: по одну сторону находится жидкая фаза, по другую - газообразная (пар),.Если жидкая и газообразная фазы одного и того же вещества соприкасаются, возникают силы, которые стремятся уменьшить площадь поверхности раздела - силы поверхностного натяжения. Поверхность раздела ведёт себя как упругая мембрана, которая стремится стянуться.

ü Испарение и конденсация

ü Кипение

ü Смачивание - поверхностное явление, возникающее при контакте жидкости с твёрдой поверхностью в присутствии пара, то есть на границах раздела трёх фаз.

ü Смешиваемость - способность жидкостей растворяться друг в друге. Пример смешиваемых жидкостей: вода и этиловый спирт, пример несмешиваемых: вода и жидкое масло.

ü Диффузия. При нахождении в сосуде двух смешиваемых жидкостей молекулы в результате теплового движения начинают постепенно проходить через поверхность раздела, и таким образом жидкости постепенно смешиваются. Это явление называется диффузией (происходит также и в веществах, находящихся в других агрегатных состояниях).

ü Перегрев и переохлаждение. Жидкость можно нагреть выше точки кипения таким образом, что кипения не происходит. Для этого необходим равномерный нагрев, без значительных перепадов температуры в пределах объёма и без механических воздействий, таких, как вибрация. Если в перегретую жидкость бросить что-либо, она мгновенно вскипает. Перегретую воду легко получить в микроволновой печи.Переохлаждение - охлаждение жидкости ниже точки замерзания без превращения в твёрдое агрегатное состояние.