สมบัติทั่วไปของของเหลว
1.) ของเหลวมีรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนตามภาชนะที่บรรจุ
2.) ของเหลวประกอบด้วยโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างไม่ค่อยเห็นระเบียบ มีช่องว่างระหว่างโมเลกุลน้อย
3.) โมเลกุลของของเหลวอยู่ชิดกันมากกว่าก๊าซ เพราะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมากกว่า
4.) ปริมาตรของของเหลวเปลี่ยนแปลงน้อยมากเมื่ออุณหภูมิและความดันเปลี่ยน
5.) ของเหลวส่วนใหญ่มีความหนาเเน่นมากกว่าก๊าซ แต่น้อยกว่าของเเข็ง
6.) โมเลกุลของของเหลวสามารถแพร่กระจายได้ แต่ในอัตราที่ช้ากว่าโมเลกุลของก๊าซ เพราะของเหลวมีความหนา เเน่นมากจึงถูกดึงดูดโดยโมเลกุลข้างเคียง เเละมีบริเวณที่จะเคลื่อนที่จำกัดต้องปะทะโมเลกุลอื่นตลอดทาง
7.) เมื่อนำของเหลวสองชนิดที่ไมทำปฏิกิริยากันมาผสมกันปริมาตรรวมจะเท่ากับผลบวกของปริมาตรสารทั้งสอง
8.) ของเหลวสามารถระเหยได้ทุกๆอุณหภูมิ
10.) ของเหลวเดือดได้เมื่อของเหลวนั้นมีความดันไอเท่ากับความดันของบรรยากาศ
11.) ของเหลวมีแรงดึงผิว(Surface tension) และความหนืด(Viscosity) เพราะโมเลกุลของของเหลวอยู่ชิดกัน จึงดึงดูดกัน และของเหลวใดยิ่งมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมาก จะยิ่งมีแรงดึงผิวมาก
แรงตึงผิว (Surface tension) คือคุณสมบัติของพื้นผิวของของเหลว เป็นสิ่งทำให้เกิดบางส่วนของพื้นผิวของเหลวถูกดึงดูด (ยึดเข้าไว้ด้วยกัน) สู่พื้นผิวอื่น เช่น พื้นผิวของเหลวส่วนอื่น (การรวมตัวของหยดน้ำหรือหยดปรอทที่แกะกันเป็นลูกกลม)
แรงตึงผิวถูกทำให้เกิดขึ้นด้วยการดึงดูด (การดึงดูดของโมเลกุลกับโมเลกุลที่เหมือนกัน) เมื่อโมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวไม่ได้ล้อมรอบไปด้วยโมเลกุลที่เหมือนกันในทุกๆด้านแล้ว โมเลกุลจะมีแรงดึงดูดกับโมเลกุลใกล้เคียงบนพื้นผิวมากขึ้น
การระเหย (Evaporation) หมายถึง การที่ของเหลวเปลี่ยนสถานะจากของเหลวกลายเป็นไออย่างช้าๆ และเกิดขึ้นเฉพาะผิวหน้าของของเหลวเท่านั้น นอกจากนั้นการระเหยยังสามารถเกิดได้ทุกๆ อุณหภูมิที่ยังมีของเหลวนั้นอยู่ เช่น น้ำสามารถระเหยได้ที่อุณหภูมิ 0-100๐C ที่ความดัน 1 บรรยากาศ
การใช้ทฤษฎีจลน์อธิบายปรากฏการณ์การระเหย
จากทฤษฎีจลน์ โมเลกุลของของเหลวเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา และเกิดการชนกันเอง ในการชนโมเลกุลของของเหลวจะมีการถ่ายเทพลังงานให้แก่กัน ภายหลังการชน บางโมเลกุลของของเหลวจะมีพลังงานจลน์น้อยลง และบางโมเลกุลมีพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น ถ้าโมเลกุลที่มีพลังงานจลน์เพิ่มขึ้นอยู่ที่ผิวหน้าของของเหลวหรือสารรถเคลื่อนที่มาอยู่ที่ผิวหน้าได้ และสามารคเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลก้อจะหลุดออกจากผิวหน้าของของเหลวกลายเป็นไอ ซึ่งเรียกว่า การระเหย เนื่องจากโมเลกุลที่มีพลังงานจลน์สูงกลายเป็นไอ จึงทำให้พลังงานจลน์เฉลี่ยของของเหลวลดลง ของเหลวก้อจะดูดพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเข้ามาแทนที่พลังงานที่เสียไปกับโมเลกุลที่กลายเป็นไอ และการระเหยเป็นปรากฏการณ์ซึ่งเกิดขึ้นไดทั้งอุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำ ตัวอย่างเช่น เมื่อเทเอทิลแอลกอฮอล์ใส่มือจะรู้สึกเย็น ทั้งนี้เพราะว่าเอทิลแอลกอฮอล์มีจุดเดือดต่ำระเหยได้ง่าย จึงดูดพลังงานความร้อนจากมือเราไปช่วยในการระเหย ทำให้มือเราเย็นลง
ปัจจัยที่มีผลต่อการระเหย
1. อุณหภูมิ
- ที่อุณหภูมิสูง ของเหลวจะระเหยได้มาก
- ที่อุณหภูมิต่ำ ของเหลวจะระเหยได้น้อย
2. ชนิดของของเหลว
- ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมาก จะระเหยได้ยาก จึงระเหยได้น้อย
- ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย จะระเหยได้ง่าย จึงระเหยได้มาก
3. พื้นที่ผิวของของเหลว
- ของเหลวที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสมาก จะระเหยได้มาก
- ของเหลวที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสน้อย จะระเหยได้น้อย
4. ความดันบรรยากาศ
- ที่ความดันบรรยากาศสูง ของเหลวจะระเหยได้ยาก จึงระเหยได้น้อย
- ที่ความดันบรรยากาศต่ำ ของเหลวจะระเหยได้ง่าย จึงระเหยได้มาก
5. อากาศเหนือของเหลว
- บริเวณที่มีอากาศถ่ายเทหรือมีลมพัดตลอดเวลา ของเหลวจะระเหยได้มาก
- บริเวณที่ไม่มีอากาศถ่ายเทหรือไม่มีลมพัดตลอดเวลา ของเหลวจะระเหยได้น้อย
6. การคนหรือกวน เมื่อมีการคนหรือกวนของเหลวของเหลวนั้นก็จะระเหยได้เร็วขึ้น ดังนั้น ของเหลวหนึ่งๆ จะระเหยกลายเป็นไอได้เร็วขึ้นก็ต่อเมื่อ
- พื้นที่ผิวของของเหลวนั้นเพิ่มขึ้น
- ของเหลวนั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้น
- ความดันของบรรยากาศเหนือของเหลวลดลง
- อากาศเหนือของเหลวมีการถ่ายเทตลอดเวลา เพื่อป้องกันการอิ่มตัวของไอ
- เมื่อมีการคนหรือกวนของเหลวนั้น
ประโยชน์ของหลักการระเหย
จากหลักการที่ว่าเมื่อของเหลวระเหยทำให้อุณหภูมิของของเหลวลดลง เราได้นำมาใช้ในการประดิษฐ์เครื่องทำความเย็น ได้แก่ ตู้เย็นหรือเครื่องทำความเย็นอื่นๆ เช่น เครื่องปรับอากาศ เป็นต้น ภายในเครื่องทำความเย็นจะบรรจุของเหลวที่มีคุณสมบัติระเหยง่าย และไอควบแน่นเป็นของเหลวได้ง่ายด้วย ส่วนใหญ่ใช้ ฟรีออน (CCl2F2) ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดังนี้
1. ภายในเครื่องทำความเย็นจะบรรจุของเหลวที่เรียกว่า ฟรีออน (CCl2F2) โดยฟรีออนจะไหลไปตามท่อภายในเครื่องทำความเย็น และดูดความร้อนจากภายในเครื่องทำความเย็น ทำให้อุณหภูมิในเครื่องทำความเย็นลดลง และฟรีออนกลายเป็นไอ
2. ไอฟรีออนจะไหลไปตามท่อจนถึงเครื่องอัดความดันภายนอกเครื่องทำความเย็นไอจะถูกอัดด้วยความดันสูง และมีอุณหภูมิสูงขึ้น
3. ไอฟรีออนจะไหลผ่านท่อที่เป็นแผงระบายความร้อนบริเวณหลังเครื่องทำความเย็น ไอจะคายความร้อนทำให้เย็นลงและควบแน่นเป็นของเหลว ไหลไปตามท่อภายในเครื่องทำความเย็นอีกและเกิดวนเวียนอยู่เช่นนี้ตลอดไปจนกว่าจะได้ความเย็นตามที่ต้องการ
ปัจจัยที่มีผลต่อความดันไอของของเหลว
1. อุณหภูมิ ความดันไอของของเหลว ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่อของเหลวมีอุณหภูมิสูงขึ้น ความดันไอของของเหลวจะสูงขึ้นด้วย และการทำให้ของเหลวมีความดันไอเท่ากันจะใช้อุณหภูมิไม่เท่ากัน
จุดเดือดของของเหลวคืออุณหภูมิที่ของเหลวมีความดันไอเท่ากับความดันบรรยากาศ จุดเดือดของของเหลววัดที่ความดัน 1 บรรยากาศ และเรียกว่า “จุดเดือดปกติ”
2. แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลว เนื่องจากแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลในของเหลวมีหลายชนิด และมีความแข็งแรงแตกต่างกัน เช่น แรงลอนดอน แรงดึงดูดระหว่างขั้ว พันธะไฮโดรเจน ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคแข็งแรงน้อยจะกลายเป็นไอได้ง่าย มีความดันไอสูง และมีจุดเดือดต่ำ
