Sıvılar ve Özellikleri
Katı ile gaz arasındaki madde halidir. Sıvı maddeleri oluşturan tanecikler arasında çok az bir çekim kuvveti vardır. Sıvıların damlalar oluşturmasının sebebi, sıvıyı oluşturan tanecikler arasındaki bu çekim kuvvetidir. Maddenin sıvı hali belirli bir şekle sahip değildir. Yani sıvılar bulunduğu kabın şeklini alırlar. Buna rağmen belirli bir hacme sahiptirler.
Sıvı, maddenin ana hallerinden biridir. Sıvılar,belli bir şekli olmayan maddelerdir, içine konuldukları kabın şeklini alırlar, akışkandırlar.Sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler.
Sıcaklık düşürüldükçe kinetik enerjileri azalan gaz molekülleri sıvı hâle geçer. Sıvı hâldeki moleküller birbirine temas edecek kadar yakın olduğundan aralarındaki çekim kuvvetleri gazlara göre daha fazladır. Moleküllerin sıvı hâldeki hareketleri gaz hâldeki hareketlerine göre daha kısıtlıdır. Gaz molekülleri gelişigüzel (Brown) hareket eder, sıvı molekülleri ise titreşim hareketinin yanı sıra öteleme hareketi de yapar.
Sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvveti gaz moleküllerine göre fazla olduğundan moleküller arası boşluklar gazlara göre daha azdır. Sıvılara basınç uygulandığında sıvı hacminde ölçülebilir bir değişiklik meydana gelmez. Gazlar sıkıştırılabilir akışkandır; ancak sıvılar ise hemen hemen hiç sıkıştırılamayan akışkanlardır.
Sıvıların Yüzey Gerilimi
Bir sıvının yüzey alanını arttırmak için gereken enerji ya da işe yüzey gerilimi denir.SI’da yüzey gerilimi birimi J m-2 veya N m-1 dir. Sıcaklık, moleküller arası kuvvetleri azalttığı için sıcaklığın artması yüzey gerilimini düşürür.Sıvılar, yüzey gerilimi nedeniyle yüzey alanlarını minumum düzeyde tutmak ister. Bu nedenle sıvı damlaları küre biçimindedir.
Adhezyon ve Kohezyon Kuvvetleri
Sıvının bir yüzeyi ıslatması ya da yüzeyde küresel damlalar hâlinde kalması, aşağıda tanımlanan iki kuvvete bağlıdır. Sıvı molekülleri (benzer moleküller) arasındaki çekim kuvvetlerine kohezyon kuvvetleri; sıvı molekülleri ile kap çeperleri (farklı moleküller) arasındaki çekim kuvvetlerine de adhezyon kuvvetleri denir.
Kohezyon kuvvetleri, adhezyon kuvvetlerinden daha büyükse damla biçimini korur.Eğer adhezyon kuvvetleri büyükse damla film şeridi şeklinde yayılır, yüzeyi ıslatır. Toprağın vekumaşın su ile ıslanması bu olaya örnektir.
Su ile cam arasındaki adhezyon kuvvetleri su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetlerinden büyük olduğundan su yüzeyi iç bükeydir. Cıvada ise kohezyon kuvvetleri, adhezyon kuvvetlerinden büyük olduğundan cıva yüzeyi dış bükeydir.Sıvı ve cam gibi maddeler arasındaki adhezyon kuvvetleri büyükse sıvı molekülleri kılcal cam boruda yükselir. Bu olaya kapiler etki denir.
Yüzey Gerilimine Etki Eden Faktörler
Sıvıların yüzey gerilimine etki eden faktörlerden biri sıcaklık bir diğeri ise sıvının içine çözünen veya çözünmeyen başka bir sıvının ya da katının eklenmesidir.Bazı erimiş metaller dışında, birçok sıvının yüzey
gerilimi sıcaklık arttıkça azalır. Saf sıvıya bu sıvıda çözünmeyen başka bir sıvı eklendiğinde sıvının yüzey gerilimi bir miktar düşer. Bunun nedeni sıvının diğer sıvı molekülleri ile arasında gerçekleşecek zayıf etkileşimlerdir.Saf sıvıya (çözücü) içerisinde çözünen bir madde eklendiğinde ise çözünen ve çözücünün yapısına
bağlı olarak yüzey gerilimi değişir. Çözücünün yüzey gerilimini düşüren maddelere yüzey aktif maddeler, değiştirmeyenlere ise yüzey inaktif maddeler denir. Örneğin deterjan, asitler,alkoller, esterler yüzey aktif; şeker, gliserin,organik asit tuzları yüzey inaktif maddelerdir.
Ayrıca sıvı üzerindeki gaz yoğunluğunun arttırılması da yüzey gerilimini bir miktar azaltır.
Viskozite
Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite denir. Bir sıvının viskozitesi ne kadar büyükse o kadar yavaş akar. Viskozluğun tersine ise akıcılık denir. SI’de viskozitenin birimi
Paskal saniye (Pa s)’dir.Moleküller arası kuvvetleri büyük olan sıvılar,moleküller arası kuvvetleri zayıf olan sıvılara göre daha yüksek viskoziteye sahiptir.Mol kütlesi ve moleküllerinin geometrik şekli farklı olan sıvıların viskoziteleri de farklıdır. Büyük kütleli ve doğrusal bir molekül yapısına sahip sıvıların viskozluğu, küçük ve küresel moleküllerden oluşan sıvının viskozluğundan çok daha yüksektir. Sıcaklık arttıkça moleküller arasındaki çekim kuvvetleri azalacağından sıvının viskozluğu azalır, akıcılığı artar.
Sıvı hal tanecikler arasındaki çekme ve bu parçacıkların kinetik enerjilerine bağlıdır. Çekim kuvvetleri sıvıyı belirli bir hacimde tutar ve kinetik enerjide parçaların hareketliliğini sağlar. Dolayısıyla bu hareket sıvıya akışkanlık sağlar. Sıvılar bulundukları kabın şeklini alma özelliğine sahiptir.
Sıvıların genel özellikleri aşağıdaki gibidir;
Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini alırlar.
Basınç yükseltildiğinde sıvıların hacimleri ölçülebilir büyüklükte değişmez.
Sıcaklık yükseltildiğinde hacimleri az da olsa arttığından yoğunlukları düşer.
Birbirleri içinde çözünebilen iki sıvı temasa geldiklerinde, az da olsa birbirlerinin içinde yayılırlar.
Sıvılar akmaya karşı direnç gösterirler.
Sıvıların yüzey gerilimleri vardır.
Açık kaptaki sıvılar buharlaşırlar.
Bu özellikler her sıvıda olmasına rağmen sıvıdan sıvıya farklılık göstermektedir.