Jakie są właściwości płynów?
Ciecz jest luźno zdefiniowana jako każda substancja, która nie jest gazem i która może płynąć, dopasowując się do kształtu pojemnika. Ciecze znajdują się w jednym z trzech pierwotnych stanów materii, które obejmują stany gazowe i stałe. Właściwości fizyczne cieczy to takie, które można łatwo zaobserwować lub zmierzyć bez poddawania cieczy pewnej reakcji chemicznej. Właściwości chemiczne to właściwości, które są mierzalne lub wykrywalne tylko w wyniku reakcji chemicznej. Chociaż każda substancja ma unikalne właściwości, chemicy używają pewnych właściwości cieczy jako narzędzi do ich klasyfikacji i identyfikacji oraz do przewidywania, jak będą się zachowywać w określonych warunkach i reagować z innymi substancjami.
Fizyczne właściwości cieczy obejmują dużą liczbę cech. Zapach i kolor to dwa proste przykłady. Pewne cechy są używane tylko do opisania fizycznych właściwości cieczy. Na przykład lepkość lub grubość opisuje opór cieczy wobec tendencji do płynięcia. Ciecz o wysokiej lepkości jest bardzo gęsta, właściwość ta ma tendencję do zwiększania się wraz ze spadkiem temperatury.
Adhezja i kohezja to także właściwości fizyczne cieczy, które razem wytwarzają właściwość zwaną napięciem powierzchniowym. Adhezja to zdolność cieczy do przywierania do ciał stałych. Kohezja to tendencja cząsteczek cieczy do przylegania do siebie. Te właściwości determinują napięcie powierzchniowe, czyli siłę na powierzchni cieczy, która powoduje, że działa ona jak film. Napięcie powierzchniowe pozwala kropelkom wody tworzyć się i dlatego owady mogą chodzić po powierzchni strumieni i kałuż.
Właściwości cieczy związane z temperaturą obejmują temperaturę wrzenia, czyli temperaturę, w której ciecz zaczyna parować lub zamieniać się w gaz. Punkt zamarzania to temperatura, w której ciecz zaczyna zmieniać się w ciało stałe. Każdy czysty płyn będzie miał swoje własne punkty wrzenia i zamarzania. Gęstość opisuje ilość masy, która jest obecna w danej objętości cieczy. Czasami nazywa się to ciężarem właściwym, który jest miarą gęstości substancji w porównaniu do czystej wody.
Chociaż istnieje wiele innych właściwości fizycznych cieczy, tylko kilka innych jest powszechnie używanych w nauce. Mieszalność z wodą lub zdolność do rozpuszczania się w roztworze można opisać jako zdolność do rozpuszczania się w wodzie lub wchłaniania wody, w zależności od tego, która ciecz jest obecna w największej ilości w hipotetycznej mieszaninie. Prężność par to szybkość, z jaką ciecz paruje w powietrzu. Ściśliwość to odporność cieczy na ściskanie, a rozszerzanie i kurczenie się opisują tendencję płynu do zwiększania lub zmniejszania objętości wraz ze zmianami temperatury.
Właściwości chemiczne cieczy różnią się znacznie w zależności od cieczy i są definiowane jako sposób, w jaki ciecz zachowuje się w reakcji chemicznej. Każda ciecz ma swój własny zestaw właściwości chemicznych, w tym pH, zdolność do przewodzenia elektryczności i łatwopalność. Ciepło spalania opisuje ilość ciepła oddawanego podczas spalania cieczy. Wiele innych właściwości chemicznych można również wykorzystać do opisu cieczy, w tym ich reaktywność z innymi substancjami, zwłaszcza z wodą.