Cecair

Molekul tidak disusun dengan teratur, jarak antara molekul lebih besar berbanding dengan pepejal. Daya lekitan lebih lemah. Ini menyebabkan molekul bebas bergerak dan menggelongsor antara satu sama lain. Jadi, cecair boleh mengalir dan tidak mempunyai bentuk yang tetap tetapi mengambil bentuk bekas. Daya tolakan masih kuat, jadi cecair tidak mudah dimampat. Dalam cecair, molekul yang lanjut berasingan berbanding dengan molekul dalam pepejal. Zarah tidak disusun secara tetap seperti yang di dalam pepejal. Jarak antara zarah jiran adalah lanjut mereka dalam pepejal. Daya tarikan adalah juga lebih lemah berbanding dengan yang kukuh. Oleh itu, zarah cecair boleh bergerak dengan lebih mudah berbanding dengan yang kukuh. Cecair boleh mengalir dan mengambil bentuk bekas. Di permukaan cecair, molekul menarik satu sama lain, membentuk sejenis kulit di permukaan cecair.

A. Perbezaan antara sifat pepejal, cecair dan gas

SifatPepejalCecairGas

Zarah

Bentuk TetapIkut bekasIkut bekas

IsipaduTetapTetapIsipadu ikut bekas

Susunan zarahRapat dan teraturKurang padatBerjauhan

Pergerakan zarahBergetarBergerak bebasBergerak secara rawak

Daya tarikan antara zarahSangat kuatSederhanaLemah

Kandungan tenaga kinetikRendahSederhanaTinggi

KetumpatanTinggiSederhanaRendah

KebolehmampatanSukar dimampatkanSukat dimampatkanMudah dimampatkan

B. Keadaan struktur zarah dalam cecair.

1. Zarah cecair (particles of a liquid) tidak berada dalam corak yang teratur / tetap dan sederhana padat.Oleh itu, terdapat lebih banyak ruang di antara zarah.

Zarah cecair.

2. Zarah cecair tersusun berdekatan antara satu sama lain tetapitidak dalam keadaancorak yangtetap dan teratur. Ini adalah kerana daya tarikan antara zarah-zarahnya adalah lemah.

3. Ruang antara zarah cecair adalah lebih besar tetapi cecair tidak boleh dimampatkan keranazarah zarahnya masih teratur rapat dan berdekatan antara satu sama lain.

4. Bentuk cecair tidak tetap/pasti. Bentuk cecair bergantung kepada bentuk bekas dimana ia berada.

5. Zarah bergerak bebas kerana daya tarikan antara zarah kurang kuat. Zarah-zarah berlanggar (collide) antara satu sama lain.

C. Sifat ketegangan permukaan pada cecair.

1. Tegangan permukaan kecenderungan contractive permukaan cecair yang membolehkan ia untuk menentang daya luar. Tegangan permukaan hartanah penting yang ketara mempengaruhi ekosistem.

2. Tegangan permukaan terdedah , sebagai contoh, bila-bila masa objek atau serangga (contohnya Striders air) yang lebih tumpat daripada air mampu terapung atau berjalan di sepanjang permukaan air.

3. Pada antara muka cecair -udara , ketegangan permukaan hasil daripada tarikan yang lebih besar molekul air antara satu sama lain (kerana kepaduan) daripada udara (kerana lekatan).

4. Tegangan permukaan mempunyai dimensi daya per unit panjang , atau tenaga per unit luas.

5. Kedua-dua adalah sama tetapi apabila merujuk kepada tenaga bagi setiap unit kawasan, orang menggunakan permukaan jangka tenaga yang merupakan istilah umum dalam erti kata bahawa ia juga terpakai kepada pepejal dan bukan hanya cecair.

6. Air memilikitegangan permukaanyang besar yang disebabkan oleh kekuatan sifat kohesi antara molekul-molekul air.

7. Apabila sejumlah kecil air ditempatkan di atas permukaan yang tidak dapat dibasahi atau larut (non-soluble), air tersebut akan berkumpul sebagai titisan seperti ditunjukkan di bawah.

8. Di atas permukaan gelas yang bersih atau licin, air akan membentuklapisan tipis(thin film) kerana daya tarik molekul antara gelas dan molekul air (daya adhesi) lebih kuat daripada daya kohesi antara molekul air.

9. Tegangan permukaanadalah daya yang dikenakan oleh sesuatu benda pada permukaan cecairsepanjang permukaan yang menyentuh benda itu.

10. Apabila F = daya (newton) dan L = panjang (m), maka tegangan-permukaan, S dapat ditulis sebagaiS = F/L.

11. Tegangan permukaan dipengaruhi oleh daya kohesi antara molekul air.

12. Molekul cecair saling menarik.Merujuk di atas, didapati setiap molekul cecair dikelilingi oleh molekul-molekul lain di setiap sisinya tetapi di permukaan cecair, hanya ada molekul molekul cecairdi tepi dan di bawah kerana bahagian atas tidak ada molekul cecair.

13. Molekul cecair saling tarik menarik, maka terdapat daya yang besarnya pada molekul yang berada di bahagian dalam cecair. Sebaliknya, molekul cecair yang terletak di permukaan ditarik oleh molekul cecair yang berada di tepi dan bawahnya.

14. Akibatnya, pada permukaan cecair terdapat daya tolak yang berarah ke bawah. Dengan adanya daya tolak yang arahnya ke bawah, maka cecair yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya, dengan menyusut sekuat mungkin.

15. Hal ini menyebabkan lapisan cecair pada permukaan seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis. Fenomena ini dikatakan dengan istilahTegangan Permukaan.

D. Sifat kelikatan dan difusi pada cecair.

1. Resapan molekul/difusi ", sering hanya dipanggil penyebaran, adalah gerakan haba semua (cecair atau gas) zarah pada suhu melebihi sifar mutlak.

2. Kadar pergerakan ini adalah fungsi suhu, kelikatan cecair dan saiz (jisim ) daripada zarah. resapan menerangkan fluks bersih molekul dari kawasan tumpuan yang lebih tinggi kepada salah satu daripada kepekatan yang rendah tetapi penyebaran juga berlaku apabila tiada kecerunan kepekatan.

3. Hasil daripada penyebaran adalah pencampuran secara beransur-ansur yang ketara. Dalam fasa dengan suhu yang seragam, tidak hadir daya bersih luar yang bertindak ke atas zarah, proses penyebaran akhirnya akan menyebabkan pencampuran lengkap.

4. Resapan merupakan satu daripada beberapa fenomena pengangkutan yang berlaku dalam alam semula jadi. Satu ciri membezakan dari penyebaran adalah bahawa ia dihasilkan dalam pergaulan atau pengangkutan massa, tanpa memerlukan pergerakan pukal.

5. Oleh itu, penyebaran tidak patut dikelirukan dengan perolakan, atau olahan, yang mekanisme pengangkutan lain yang menggunakan gerakan pukal kepada zarah bergerak dari satu tempat ke tempat lain.

6. Terdapat dua cara untuk memperkenalkan konsep penyebaran . Sama ada pendekatan fenomenologi bermula dengan undang-undang Fick penyebaran dan akibat matematik mereka, atau orang yang fizikal dan atomistik, dengan mempertimbangkan perjalanan rambang zarah meresap.

7. Pertukaran molekul di antara lapisan yang bersempadan dalam bendalir.

8. Walau bagaimanapun, oleh sebab molekul-molekul ini lebih rapat jika dibandingkan dengan gas, daya tarikan masih mampu menghalang molekul dari bergerak dengan bebas.

9. Sifat daya tarikan ini memainkan peranan penting terhadap kelikatan cecair.

10. Peningkatan suhu cecair akan menyebabkan daya tarikan berkurangan dan seterusnya menyebabkan lebih banyak berlakunya pertukaran di antara molekul.

11. Tekanan juga sebenarnya mengubah ketumpatan cecair. Apabila tekanan meningkat, pergerakan molekul cecair memerlukan tenaga yang lebih besar. Keperluan ini pastinya menyebabkan kelikatan bendalir tersebut menjadi semakin tinggi.

E. Proses pengewapan dan kondensasi

a. Pengewapan :

1. Melibatkan proses pendidihan.

2. Proses perubahan cecair kepada gas.

3. Perubahan merubah air menjadiwap air pada suhu tertentu.

4. Pendidikan berlaku apabila air yang dipanaskanmengeluarkan gelembung-gelembung udara di dalam air.

5. Proses ini disebut sebagai pengewapan.

6. Wap air adalah air yang wujud dalam bentuk gas.

b. Kondensasi :

1. Proses berbalik daripada pendidihan.

2. Proses perubahan gas disejukkan dan bertukar menjadi cecair.

3. Daya tarikanzarah bertambah dan jarak berkurangan.

4. Wap air (gas) berubah menjadi cecair apabila disejukkan

5. Susunan zarah terbentuk dan hasilkan keadaan cecair.

6. Contohnya : Bekas yang berisi air panas dan ditutup dengan piring. Makan titisan air akan terbentuk pada permukaan piring.

F. Tekanan wap dan takat didih

1. Tekanan wapatautekanan wap seimbang:

a. Ianya adalahtekananyang dikenakan olehwapyang berada dalam keadaan keseimbangan termodinamik danfasa-fasanyaterletak dalam sistem tertutup. b. Semuacecairdanpepejalmempunyai kecenderungan untuk memeruap/menyejat menjadi bentukgas, manakala semua gas mempunyai kecenderungan untuk memeluwap/memejalwap menjadi cecair/pepejal.c. Tekanan wap boleh menjadi petunjuk kepada kadar pengewapan sesuatu cecair. Ia menggambarkan kecenderungan zarah-zarah untuk terlepas daripada cecair (atau pepejal). d. Sesuatu bahan yang mempunyai tekanan wap yang tinggi pada suhu biasa/bilik dinamakan bahan mudah meruap. e. Tekanan wap sesuatu bahan meningkat pada kadar yang tidak linear dengan suhu, dan ini dinyatakan dalam hubungan Clasius-Clapeyron. f. Tekanan wap untuk setiap satu komponen dalam sesuatu campuran menyumbang kepada keseluruhan tekanan dalam sistem tersebut, dan ini dinamakan tekanan wap separa.

2. Takat didih :

a. Sesuatu cecair pada tekanan atmosfera (juga dinamakan takat didih biasa) ialah suhu apabila tekanan wap cecair tersebut menyamai tekanan atmosfera ambien. b. Apabila suhu semakin meningkat, tekanan wap akan mengatasi tekanan atmosfera dan ini membolehkan cecair terangkat untuk membentuk buih-buih dalam bahan tersebut.c. Tekanan yang lagi tinggi (dan juga suhu yang lebih tinggi) diperlukan untuk membentuk buih-buih pada dasar cecair, ini adalah kerana semakin dalam sesuatu cecair, semakin tinggi tekanan yang dikenakan oleh cecair.d. Takat didihsatu bahan adalah suhu tertentu dimana bahan tersebut boleh berubah dari keadaancecairkepadagas. Satu cecair juga boleh berubah kepada gas pada suhu di bawah takat didih melalui prosespenyejatan. e. Apa-apa perubahan daripada cecair kepada gas pada takat didih dipanggil pemejalwapan. Walau bagaimanapun, penyejatan hanyalah satufenomena permukaandi mana hanya molekul yang berada pada permukaan cecair/gas yang boleh tersejat.f. Pendidihansebaliknya adalah satu proses menyeluruh di mana pada takat didih, mana-mana molekul di dalam cecair mungkin boleh diterluwapkan dalam bentuk buih-buih wap.