Štruktúra a vlastnosti kvapalín

fyzika/struktura-a-vlastnosti-kvapalin/" class="wiki-link" title="Viac o: štruktúra a vlastnosti kvapalín">Štruktúra a vlastnosti kvapalín Štruktúra kvapalín je podobná štruktúre amorfných látok. Každá molekula kmitá okolo svojej rovnovážnej polohy za cas asi 1 ns a potom zaujíma novú rovnovážnu polohu. V pevných látkach kmitajú molekuly iba okolo jednej rovnovážnej polohy. Zmena rovnovážnych polôh molekúl kvapaliny nastáva v dôsledku náhodných zmien kinetickej energie molekúl. Kvapaliny sa na rozdiel od plynov vyznacujú malou vzdialenostou medzi molekulami; tieto vzdialenosti sú približne rovnaké ako v pevných látkach. Preto molekuly kvapaliny pôsobia na seba navzájom velkými prítažlivými silami. Volný povrch kvapaliny sa správa podobne ako tenká pružná blana. Okolo každej molekuly môžeme myšlienkovo opísat gulu s polomerom rm, že sily, ktoré pôsobia mimo tejto gule sú zanedbatelné. Túto myslenú gulu nazývame sféra molekulového pôsobenia (polomer asi 1 nm). Ked je molekula vnútri kvapaliny, výslednica prítažlivých síl v tejto sfére je na molekulu nulová. Ak sa molekula nachádza v povrchovej vrstve, výsledná prítažlivá sila smeruje do vnútra kvapaliny. Vrstva, molekúl, ktorých vzdialenost od volného povrchu kvapaliny je menšia ako rm (polomer sféry molekulového pôsobenia) sa nazýva povrchová vrstva kvapaliny. Jednou zo zložiek vnútornej energie kvapaliny je povrchová sloh/atomova-energia-prejav/" class="wiki-link" title="Viac o: energia">energia E. Pre jej zmenu platí: E= .S  je povrchové napätie (N.m-1). Závisí od druhu kvapaliny a prostredia nad povrchom kvapaliny. Jej hodnoty pre niektoré kvapaliny nájdeme v MFChT. Kvapalina daného objemu má snahu nadobúdat taký tvar, aby jej povrch bol co najmenší a tým bola minimálna povrchová energia. Pri danom objeme má najmenší obsah povrch gule. Preto volné kvapky majú približne gulový tvar. (pri väcších kvapkách je tvar deformovaný tiažovou silou a tlakovou silou podložky). Na okraj povrchovej blany pôsobia molekuly kvapaliny povrchovou silou, ktorej velkost je F = .l, kde l je dlžka okraja blany. Povrchové napätie sa rovná podielu velkosti povrchovej sily a dlžky okraja povrchovej blany, na ktorej sila pôsobí kolmo v povrchu kvapaliny.  = F / l Ked je povrch kvapaliny zakrivený, povrchová sila má smer dotycnice k povrchu kvapaliny v danom bode.

Javy na rozhraní pevného telesa a kvapaliny:

Kvapalina zmáca steny nádoby (napr. voda alebo lieh v sklenej nádobe alebo ortut v medenej): - tvorí dutý povrch Kvapalina nezmáca steny nádoby (napr. ortut v sklenej nádobe)"

• tvorí vypuklý povrch

Zakrivenie volného povrchu kvapaliny spôsobuje skutocnost, že molekuly kvapaliny, ktoré sú na jej volnom povrchu a súcasne v blízkosti steny nádoby alebo iného pevného telesa, vzájomne pôsobia nielen medzi sebou, ale aj s casticami pevného telesa a plynu nad volným povrchom kvapaliny. Uhol , ktorý zviera povrch kvapaliny s povrchom steny, nazýva sa stykový uhol. Ak sa rovná nule, kvapalina dokonale zmáca steny nádoby. Ak = , kvapalina dokonale nezmáca steny nádoby. Pre skutocné kvapaliny platí 1)