Back to the topics list

tekućine

Neke tvari postoje kao plinovi na sobnoj temperaturi, neke postoje kao tekućine, dok druge postoje kao čvrste tvari. Sve se tvari ponašaju drugačije. Neki od njih se mogu lako kretati, neki se ne mogu kretati. Neki od njih mogu promijeniti svoj oblik, dok drugi ne mogu promijeniti svoj oblik.

U ovoj lekciji naučit ćemo o tvarima koje se lako kreću i mijenjaju oblike. One se zajedno nazivaju TEKUĆINE. Idemo učiti:

• Što su tekućine?
• Primjeri tekućina.
• Njihove karakteristike.
• Vrste tekućina.
• Biološke tekućine.

Što su tekućine?

Obično se misli da su tekućine isto što i tekućine, ali to nije isto! Tekućina je agregatno stanje određene tvari, dok je tekućina jedno od agregatnih stanja tvari. Sve tekućine su tekućine, ali nisu sve tekućine tekućine. Neki od njih su plinovi. Tekućine su sve tvari koje se mogu lako kretati i mijenjati oblike, poput tekućina, plinova ili plazme. Najčešći primjeri tekućina su voda i zrak. Drugi primjeri tekućina su med, ulje, kisik, krv i tako dalje.

Ono što je izvanredno za tekućine je da lako mijenjaju svoj oblik, poprimaju oblik posude u kojoj se nalaze! Jednostavno, ako ulijemo vodu u bocu, tada će voda imati oblik boce. Također, postoje baloni napunjeni nekim plinom, poput helija, koji se mogu vidjeti u raznim oblicima, automobilima, cvjetovima, ribama, srcima i još mnogo toga. Ovdje će plin poprimiti oblik balona. Sve tekućine i plinovi mogu teći tako da odgovaraju obliku svakog mogućeg spremnika, bilo staklo, boca, zdjela ili balon, ali s jednom važnom razlikom. Plinovi će se proširiti kako bi ispunili volumen posude, ali tekućine zadržavaju relativno konstantan volumen i vjerojatno je da tekućine neće nužno ispuniti cijeli volumen posude. Ali plin zauzima cijeli volumen spremnika, na primjer, u balonu s helijem, plin helij raspoređen je po cijelom balonu.

Tekućini nedostaje krutost i ne može se oduprijeti sili kada se na nju nanese. Pa što se događa? Kada se na materijal primijeni sila i materijal otkaže paralelno s tom silom, dolazi do sloma smicanjem. Plinovi nemaju otpor na smicanje, a tekućine također nemaju otpor na smicanje. Umjesto da se odupiru sili, molekule i plinova i tekućina žele se neprestano deformirati oko sile smicanja.

Karakteristike tekućina

Neka od svojstava tekućina o kojima ćemo raspravljati su viskoznost, stlačivost, vodljivost i gustoća.

• Viskoznost je otpor tekućine (tekućine ili plina) na promjenu oblika ili kretanje susjednih dijelova jedan u odnosu na drugi. Jednostavno, viskoznost je otpor tekućine protoku. Tekućina niske viskoznosti teče lako jer njezina molekularna struktura rezultira vrlo malim trenjem kada je u pokretu. Što je tekućina viskoznija, to je teže pokrenuti tekućinu. Na primjer, sirup ima veću viskoznost od vode. Voda teče lakše nego sirup. Općenito, viskoznost ovisi o stanju tekućine, kao što je temperatura, tlak i brzina deformacije. Možete li se sjetiti još primjera za usporedbu? Pasta za zube je viskoznija od vode. Što ako usporedimo med i sok od naranče? Plinovi imaju vrlo vrlo malu viskoznost. Gotovo svaki pritisak može uzrokovati strujanje plina.
  
• Stlačivost se odnosi na proporcionalno smanjenje debljine materijala pod propisanim uvjetima povećanog tlaka ili tlačnog opterećenja. Za određenu masu tekućine povećanje tlaka uzrokovat će smanjenje volumena. Stlačivost je jedna od karakteristika u kojoj se plinovi i tekućine razlikuju. Plinovi su stlačivi (većina volumena plina sastoji se od velikih količina praznog prostora između čestica plina). Tekućine se smatraju nestlačivim. To je zbog kvalitete njihovih čestica. Volumen tekućine se ne mijenja s pritiskom. Zato ga nije lako sabiti. Stlačivost svake tvari je mjera promjene njezina volumena pod djelovanjem vanjskih sila.
  
• Vodljivost je mjera lakoće kojom električni naboj ili toplina mogu proći kroz materijal. Materijali koji pružaju vrlo mali otpor protoku električne struje ili toplinske energije su vodiči. Toplinska vodljivost plinova i tekućina stoga je općenito manja od toplinske vodljivosti krutih tvari. Toplinska vodljivost tekućine ovisi o prirodi tekućine. Tekući metali imaju mnogo veću toplinsku vodljivost u usporedbi s vodom. Zrak i voda su loši vodiči toplinske energije.
  
• Gustoća je mjera kompaktnosti mase u tvari ili predmetu. Gustoća tekućine je mjera težine tekućine za izmjerenu količinu. Dakle, ako pokušate izvagati jednake količine ili volumene dviju različitih tekućina, za tekućinu koja teži kažemo da je gušća. A za plinove, znamo da svi zauzimaju isti volumen na bazi po molu. Dakle, gustoća pojedinog plina ovisi o njegovoj molarnoj masi (molekulskoj težini). Plin male molarne mase imat će manju gustoću od plina velike molarne mase.

Vrste tekućina

Tekućine se klasificiraju na temelju njihovih svojstava. Vrste tekućina su:

1. Idealna tekućina

Idealan fluid je nestlačiv i to je imaginarni fluid koji u stvarnosti ne postoji. Također, nema viskoznost. U stvarnosti ne postoji idealna tekućina.

2. Prava tekućina

Tekućina koja ima barem nešto viskoznosti naziva se stvarnom tekućinom. Zapravo, sve tekućine koje postoje ili su prisutne u okolišu nazivamo pravim tekućinama. Neki od njegovih primjera su voda, benzin, zrak itd.

3. Newtonova tekućina

Tekućina koja poštuje Newtonov zakon viskoznosti (kaže da je "posmično naprezanje izravno proporcionalno gradijentu brzine" )   je poznat kao Newtonov fluid. Primjeri su voda, med, zrak, alkohol itd.

4. Ne-Newtonov fluid

Za tekućinu koja ne poštuje Newtonov zakon viskoznosti kaže se da je ne-Newtonova tekućina. Ne-Newtonove tekućine su suspenzije, gelovi i koloidi.

5. Nestlačiva tekućina

Kada gustoća tekućine ostaje nepromjenjiva s primjenom vanjske sile, kaže se da je tekućina nestlačiva. Nestlačivi fluidi u stvarnosti ne postoje. Sve tekućine se mogu stlačiti, ali količina tlaka potrebna za stlačivanje (da izazove promjenu volumena tekućine) ovisi o tekućini o kojoj je riječ.

6. Kompresibilna tekućina

Kada gustoća tekućine varira s primjenom vanjske sile, riječ je o stlačivoj tekućini. Sve tekućine su stlačive. Čak je i voda kompresibilna. Njihova gustoća će se mijenjati kako se vrši pritisak. Plinovi su visoko kompresibilni. Njihove su molekule razdvojene većim udaljenostima. U usporedbi s tekućinama, gdje su molekule bliže jedna drugoj, plinovi su stlačljiviji.

Biološke tekućine

Čak i unutar našeg tijela postoje tekućine. Zovu se biološke tekućine.

Biološke tekućine uključuju krv, urin, slinu, nosnu tekućinu, majčino mlijeko i druge.

Voda je osnova svih tjelesnih tekućina, a vitalna je za funkcioniranje organa, tkiva, kao i tjelesnih sustava.

Sažetak

Dakle, što smo naučili?

• Tekućine su sve tvari koje se mogu lako kretati i mijenjati oblike, poput tekućina i plinova, poput vode i zraka.
• Neka od svojstava tekućina su viskoznost, stlačivost, vodljivost i gustoća.
• Fluidi se dijele na temelju svojih svojstava, a mogu biti idealni, realni, newtonski, nenewtonski, nestlačivi fluidi, stlačivi fluidi.
• Čak i unutar našeg tijela postoje tekućine koje se nazivaju biološke tekućine.