เรื่อง สมบัติของของเหลว

1. เรื่อง สมบัติของของเหลว

2. สมบัติของของเหลวที่เราควรศึกษาดังนี้สมบัติของของเหลวที่เราควรศึกษาดังนี้ • ความตึงผิว • การระเหย • ความดันไอกับจุดเดือดของของเหลว

3. สมบัติของของเหลว มีรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนตามภาชนะที่บรรจุ แต่จะมีปริมาตรคงที่ ถ้าอุณหภูมิและความดันคงที่ดังรูป

4. ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ จะหดตัวหรือขยายตัวได้มากกว่าของแข็ง แต่น้อยกว่าก๊าซ มีความหนาแน่นมากกว่าก๊าซ แต่น้อยกว่าของแข็ง อนุภาคอยู่ห่างกันมากกว่าของแข็ง แต่อยู่ชิดกันมากกว่าก๊าซ *มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยกว่าของแข็ง แต่มากกว่าก๊าซ อนุภาคอยู่เป็นกลุ่ม ไม่มีระเบียบ มีช่องว่างระหว่างอนุภาค จึงเคลื่อนที่ไปมา แพร่และไหลได้ ดังรูป อนุภาคมีพลังงานจลน์มากกว่า ของแข็ง แต่น้อยกว่าก๊าซ ไม่สามารถบีบอัดให้มีปริมาตรลดลงได้

5. ความตึงผิว ความตึงผิว ความตึงผิวเป็นสมบัติอย่างหนึ่งของของเหลว ความตึงผิวทำให้ผิวหน้าของน้ำเป็นเสมือนผิวหนังบาง คลุมน้ำข้างใต้ไว้ บางคนคงเคยเห็นแมลงบางชนิดเดินได้บนผิวน้ำ แมลงยืนหรือเดินบนผิวน้ำได้เพราะน้ำมีความตึงผิว ความตึงผิวทำให้คลิปเสียบกระดาษลอยได้บนผิวน้ำในถ้วยแก้ว ทำให้น้ำหยดจากก๊อกน้ำมีรูปทรงกลม ทำให้หยดน้ำกลิ้งได้บนใบบัว และทำให้เราสามารถเป่าน้ำผสมน้ำยาซักผ้าจากขดลวดวงกลม ให้เป็นฟองอากาศทรงกลมสีรุ้งที่สวยงามได้

6. หน่วยของความตึงผิวเป็น นิวตัน/เมตร (N/m) ที่อุณหภูมิหนึ่งๆ ค่านี้จะเป็นค่าคงตัว แต่จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นถ้ามีขดลวดวงกลมซึ่งมีเส้นรอบวง L จุ่มอยู่ใต้ผิวของของเหลวพอดี การที่จะตึงให้ขดลวดนี้หลุดออกจากผิวของของเหลว จะต้องออกแรงดึงขนาดหนึ่งเพื่อต่อต้านแรงตึงผิว ขณะที่ดลวดหลุดออกจากผิวของของเหลว ผิวของเหลวยืดขึ้นมาสูงที่สุด s แรงดึงนี้จะเท่ากับแรงตึงผิว พอดี ถ้า F คือ ขนาดของแรงตึงนี้ จะคำนวณหาความตึงของของเหลวได้จากสมการ ในสมการนี้ใช้ความยาวเป็น 2L ทั้งนี้เพราะผิวของของเหลวที่สัมผัสกับโครงลวดมีทั้งด้านในและด้านนอกรู Fs F 2Ls 2L g=

7. การระเหย การระเหย (Evaporation) คือ กระบวนการที่ของเหลว เช่น น้ำเปลี่ยนสภาพโดยธรรมชาติเป็นแก๊ส โดยไม่จำเป็นต้องมีอุณหภูมิถึงจุดเดือด โดยเป็นกระบวนการตรงกันข้ามกับการควบแน่น โดยทั่วไปเราสามารถรับรู้ถึงการระเหยได้ โดยดูจากน้ำที่ค่อยๆ หายไปทีละน้อย เมื่อมันกลายตัวเป็นไอน้ำ

8. การที่โมเลกุลของของเหลวจะระเหยได้จะต้องเป็นโมเลกุลที่อยู่บนพื้นผิว, อยู่ในทิศทางที่เหมาะสม และมีพลังงานจลน์ภายในมากพอที่จะเปลี่ยนสภาวะจากของเหลวเป็นแก๊ส เนื่องจากการระเหยจะต้องเกิดบนพื้นผิวด้านบนจึงทำให้อัตราการเกิดการระเหยจึงมีน้อย ซึ่งการที่โมเลกุลจะมีพลังงานจลน์ได้ก็ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของมัน กระบวนการระเหยจะเกิดเร็วขึ้นเมื่ออยู่ในอุณหภูมิที่สูง เมื่อโมเลกุลได้กระจายตัวออกไปกับการระเหย โมเลกุลที่เหลือจะมีพลังงานจลน์โดยเฉลี่ยลดลงเรื่อยๆ และอุณหภูมิจะลดลงตามไปด้วย ปรากฏการเช่นนี้เรียกว่า การเย็นลงโดยการระเหย ร่างกายมนุษย์ก็เช่นกัน ที่ใช้เหงื่อช่วยในการลดอุณหภูมิ

9. ความดันไอกับจุดเดือดของของเหลวความดันไอกับจุดเดือดของของเหลว ถ้าเอาของเหลวใส่ในภาชนะที่ไม่มีฝาปิด เมื่อตั้งทิ้งไว้นานๆ ของเหลวจะมีปริมาตรลดลง และในที่สุดจะหมดไป ทั้งนี้เพราะว่าของเหลวนั้นได้ระเหยกลายเป็นไอไปสู่อากาศ แต่ถ้าเอาของเหลวชนิดเดียวกันนี้ใส่ในภาชนะปิด ไม่ว่าตั้งทิ้งไว้นานเท่าใดของเหลวนั้นจะมีปริมาตรลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ทั้งนี้เพราะว่า เมื่อของเหลวกลายเป็นไอ โมเลกุลที่ระเหยเป็นไอหนีไปสู่อากาศไมได้ยังคงอยู่ในภาชนะบริเวณที่ว่างเหนือของเหลวนั้น โมเลกุลของไอเหล่านี้จะเคลื่อนที่ชนกันเอง ชนผิวของของเหลว และชนกับผนังภาชนะ โมเลกุลที่เคลื่นที่ชนผิวหน้าของของเหลวส่วนใหญ่จะถูกของเหลวดูดกลับลงไปเป็นของเหลวอีก ซึ่งเรียกว่า “ไอควบแน่นของของเหลว” เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณไอมากขึ้นทำให้อัตราการควบแน่นเพิ่มขึ้น โมเลกุลที่ยังคงอยู่ในสภาพไอทำให้เกิดแรงกระทำต่อภาชนะ หรือมีความดันเกิดขึ้นในภาชนะ ซึ่งเรียกว่า “ ความดันไอ” และความดันนี้จะมีค่ามากขึ้นเมื่อตั้งทิ้งไว้นานๆ ทั้งนี้เพราะโมเลกุลที่ไอมีมากขึ้น เนื่องจากอันตราการระเหยมากกว่าอัตราการที่ไอควบแน่นเป็นของเหลว จนในที่สุดความดันไอจะมีค่าคงที่ค่าหนึ่ง เพราะมีจำนวนโมเลกุลที่เป็นไอคงที่ เนื่องจากอัตราการระเหยกลายเป็นไอมีค่าเท่ากับอัตราที่ไอควบแน่นเป็นของเหลว เราเรียกภาวะนี้ว่า “ภาวะสมดุล” แต่เนื่องจากที่ภาวะสมดุลนี้ระบบมิได้หยุดนิ่ง ยังคงมีทั้งการระเหยกลายเป็นไอและไอควบแน่นเป็นของเหลว แต่เกิดในอัตราที่เท่ากัน จึงเรียกภาวะสมดุลลักษณะเช่นนี้ว่า “สมดุไดนามิก (Dynamic equilibrium)” ส่วนความดันไอในขณะนี้ซึ่งเป็น ความดันไอที่มีค่าสูงสุดเรียกว่า “ความดันไอสมดุล” หรือเรียกสั้นๆว่า ความดันไอ

10. สมดุลของระบบที่ปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับ เกิดขึ้นตลอดเวลา ด้วยอัตราเร็วเท่ากัน ดังนั้น ถึงแม้ว่าเราจะไม่สามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่เกิดขึ้นในภาวะสมดุลก็ตาม ระบบยังคงมีการเปลี่ยนแปลงไปและกลับอยู่ตลอดเวลา ปัจจัยที่มีผลต่อความดันไอของของเหลว     1.) อุณหภูมิ- ที่อุณหภูมิสูง ของเหลวจะกลายเป็นไอได้มาก จึงมีความดันไอสูง- ที่อุณหภูมิต่ำ ของเหลวจะกลายเป็นไอได้น้อย จึงมีความดันไอต่ำ    2) ชนิดของของเหลว- ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมาก จะระเหยได้ยาก จึงมีความดันไอต่ำ มีจุดเดือดสูง- ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย จะระเหยได้ง่าย จึงมีความดันไอสูงมีจุดเดือดต่ำ

11. แหล่งอ้างอิง • http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem19/data6.htm • http://th.wikipedia.org/wiki • http://www.thunyakorn.com/F1.pdf • http://sn.ac.th/web51_3/SN_v3.html

12. ผู้จัดทำ • นาย เกียรติศักดิ์ เกตุมี เลขที่ 1 • นางสาว สุกัญญา สังคง เลขที่ 37 • นางสาว สุวาภร แหยมนิ่ม เลขที่ 44 • นางสาว เพชรนภา ไพโรจน์ เลขที่ 46