化学一般/液体

凝集と接着編集

水滴は蜘蛛の巣に接着する。 その丸い形は凝集力によるものです。

液体の分子は互いに引き合っています。 これを凝集力という。 メタンのような分子は無極性なので、ファンデルワールス力だけで結合している。 これらの分子は最小限の凝集力を持つことになる。 一方、水の分子は水素結合を利用しているので、強い凝集力を示す。

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Wikipedia の Adhesion

Adhesion is the attraction of the liquid molecules to its surroundings.で関連情報を見ることができる。 粘着性のある液体は、毛細管現象を起こします。 また、より「湿った」状態になります。 水銀は非常に凝集性が高いのですが、粘着性はありません。 その結果、表面を転がっても残留物が残りません。 一方、水はより粘着性があります。

表面張力と毛細管現象編集部

水滴が不浸透性(防水性)表面にあるとき、ビーズを形成する傾向がある。 これはその表面張力によるものです。 液体分子は互いに引っ張り合い、その結果、表面積を減少させる。 液体の境界の分子が引っ張られ、液滴の形になるのです。 ペーパータオルについた水を見ればわかるように、水が浸透性のある表面にあると、水は広がっていく。 この毛細管現象は、地中の水が何百フィートもある木の上まで届くことを説明する。

  • 接着性の液体(水のようだが水銀ではない)は細い管の中を上昇する。

  • 凝集性のある液体は表面張力で液滴になる。

    PressureEdit

    液体は圧力を均一に分布させることができる。 パスカルの法則として知られているこの概念は、油圧ブレーキのような機器にとって非常に重要です。 これは、非圧縮性の結果です。

    Helpful Hint!

    大気圧がない場合(宇宙空間のような真空)、液体は形成できません。 分子の平均運動エネルギーは結合を乗り越えて気体になるには低すぎるが、個々の分子は時折平均以上のエネルギーを持ち、液体の表面から抜け出ることがある。 そして、分子は気相に脱出する。 しかし同時に、気体分子が液面にぶつかり、十分に速度を落として液体に合流することもある。 コップ一杯の水を太陽の下に放置しておくと、やがて空になる。 太陽の光は分子にエネルギーを与え、一部は気体として逃げることができる。 最終的には、すべての分子が抜け出します。 液体が蒸発しやすいかどうかは、その分子間力によって決まります。 揮発性の液体は、分子間の力が比較的弱いので、すぐに蒸発し、液相から抜け出しやすくなります。 逆に不揮発性の液体は分子間力が非常に強いため、目に見えるほどの蒸発はしません。 これは蒸気圧、つまり蒸発した気体が液面上に及ぼす圧力の大きさで測ることができる。 蒸気圧は温度とともに上昇し、周囲の大気の圧力に達すると、液体は沸騰します。 蒸気圧は、液体中の分子間力の強さにも依存する。

    粘度編集

    粘度とは、液体の流れに対する抵抗力のことである。 たとえば、メープルシロップは、比較的速く簡単に流れる水よりもずっとゆっくり流れるので、水と比較すると比較的高い粘度を持ちます。 この2つの液体の粘度の違いは、特定の液体内の引力に起因しています。 流れるためには、分子は互いに転がり移動しなければなりません。 引力が小さいと、分子が自由に動きやすくなり、粘度が下がります。

    ほとんどの場合、液体の粘度は、液体の温度が上がると下がります。 液体の温度を上げると、分子の運動エネルギーが高くなる。 この運動エネルギーの増大が、液体中に存在する分子間力を分解します。 粘性はこの引力に依存するので、運動エネルギーが大きくなると粘性は低下します。

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