Struktura a vlastnosti kapalin a pevných látek
Struktura a vlastnosti pevných látek
pevné látka lze rozdìlit na krystalické a amorfní
krystalické mají krátkodobé uspoøádání èástic
Vlastnosti pevných látek (mechanické a tepelné) lze mìnit deformací:
a) tvárnou (plastická) - trvalá
b) prunou (elastická) - doèasná
druhy deformace:
tahem
tlakem
ohybem
smykem
kroucením
- 2 dvojice sil s opaèným smyslem otáèení
Deformace tahem
vzniká stav napjatosti, který popisuje normálové napìtí σn
Fp - síly prunosti které pùsobí proti taným silám
v rovnováném stavu platí: Fp=F (viz obr.)
Køivka deformace
l0 - pùvodní délka
l - nová délka
Δl=l-l0 - prodlouení
relativní prodlouení
1)úsek 0A - pruná deformace (kdy pøestaneme pùsobit silou, tìleso se vrátí do pùvodního stavu)
platí Hookùv zákon σn=Eε
E - modul prunosti v tahu (závisí na látce)
σu - mez úmìrnosti
2)úsek AB - dopruování
σd - mez prunosti
3) úsek BE - plastická deformace:
CD - teèení materiálù
σk - mez kluzu
DE - zpevnìní materiálu
σp - mez pevnosti
rozdìlení látek na
pruné
ε 1% v rámci pruné deformace
køehké
σd a σp jsou blízko
Teplotní roztanost
a) délková
l0 - pùvodní délka (pøi teplotì t0)
l - nová délka pøi teplotì t
t0 - pùvodní teplota
t - nová teplota
Δl=l-l0 - zmìna délky
Δt=t-t0 - zmìna teploty
Δl=αl0Δt
l=l0(1+αΔt)
α - souèinitel délkové roztanosti
a) objemová (platí i pro kapaliny)
V0 - pùvodní objem (pøi teplotì t0)
V - nový objem pøi teplotì t
t0 - pùvodní teplota
t - nová teplota
ΔV=V-V0 - zmìna objemu
Δt=t-t0 - zmìna teploty
ΔV=βV0Δt
V=V0(1+βΔt)
β - souèinitel objemové roztanosti
Struktura a vlastnosti kapalin
Povrchová vrstva kapaliny
molekuly kapaliny na sebe pùsobí pøitalivými silami
výslednice tìchto sil je nulová
pøi posunutí molekuly do povrch. vrstvy má výslednice tìchto sil smìr do kapaliny
molekuly v povrchové vrstvì mají vìtí potenciální energii
povrch. vrstva má navíc povrchovou energii
zmìní-li se povrch. vrstva o ΔS, zmìní se povrch. energie o
ΔE=σΔS
σ - povrch. napìtí
- závisí na druhu kapaliny, teplotì, prostøedí nad kapalinou
kapalina daného objemu má snahu nabývat takového tvaru, aby její povrch a povrch. energie byla minimální
Povrch. síla
FG=2F (2 povrch. vrstvy)
W=ΔE
W=FGΔx=2FΔx
ΔE=σΔS=2σlΔx
2FΔx=2σlΔx
F=σl
velikost povrch. síly je pøi daném povrch. napìtí pøímo úmìrná délce okraje povrch. vrstvy
Jevy na rozhraní pevné látky a kapaliny
- na molekulu kapaliny pùsobí i èástice stìny kapaliny
=0° dokonale smáèí stìny
=180° dokonale nesmáèí stìny
0°<<90° smáèí stìny
90°<<180° nesmáèí stìny
Chování kapaliny v úzkých trubicích
Ft zpùsobí kapilární tlak pk
pk=2σ/R
R - polomìr zakøivení povrch. vrstvy
Kapilarita
pøedpoklad - kapalina ideálnì smáèí stìny
Ft=FG /:S
pk=ph
2σ/R=hρg (platí pro elevaci i depresi)