عرض مصدر سائل

{{عن|سائل}}
{{بطاقة عامة}}
[[ملف:Solid_liquid_gas.svg|وصلة=ملف:Solid liquid gas.svg|تصغير|334x334بك|توضيح المسافة بين جزيئات المادة في الحالة الغازية والحالة السائلة والحالة الصلبة.]]
[[ملف:Water drop 001.jpg|تصغير|250بك|تشكيل [[قطرة (سائل)|القطرة الكروية]] من الماء السائل يقلل من مساحة السطح، والذي هو نتيجة طبيعية [[توتر سطحي|للتوتر السطحي]] في السوائل.[[ملف:WaterAndFlourSuspensionLiquid.jpg|تصغير|السائل يأخذ شكل الإناء الذي يحتويه.]]]]'''الحالة السائلة '''[[فيزياء|في الفيزياء]] وفي [[كيمياء|الكيمياء]] هي إحدى ثلاث حالات تهتم بهم [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] بجوار [[غاز|الحالة الغازية]] [[حالة صلبة|والحالة الصلبة]].
السائل<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q114972534|ص=222}}</ref> [[مائع]] له حجم ثابت عند ثبوت [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] و[[ضغط|الضغط]]، والذي يأخذ شكل الإناء الذي يحتويه. كما أن السائل يقوم بالضغط على سطح الإناء بنفس الكيفية التي يضغط بها السائل على أي شيء بداخله، وهذا الضغط ينتقل بدون نقص في كل الاتجاهات.
لو أن هناك سائل في حالة استقرار في مجال جذب متجانس، فإن الضغط ''p'' عند أي نقطة يعطى بالعلاقة:
:<math>p=\rho gz
</math>
حيث <math>\rho</math> هي [[كثافة]] السائل (يفترض ثباتها)، ''z'' هي عمق النقطة - أي بعدها عن السطح -. يجب ملاحظة أن هذه المعادلة تفترض ان الضغط عند السطح البحر يساوى صفر، بالتناسب مع مستوى السطح.
للسوائل خواص تتميز بها مثل خاصية [[توتر سطحي|التوتر السطحي]]، [[خاصية شعرية|والخاصية الشعرية]]، كما أن السوائل تتمدد بالتسخين، وتنكمش بالتبريد. كما أن الأجسام التي تغمر في السوائل تتعرض لظاهرة [[طفو|الطفو]].
ويتغير كل سائل عند [[نقطة الغليان|نقطة غليانه]] إلى [[غاز]]، وعند [[نقطة الانصهار|نقطة تجمده]] إلى [[صلب (توضيح)|صلب]]. وخلال [[تقطير بالتجزئة|التقطير التجزيئي]] يمكن فصل السوائل من بعضها عند [[تبخر]]ها عند نقطة غليان كل منها. التلاصق بين [[جزيء|جزيئات]] السائل لا يستطيع منع الجزيئات السطحية من التبخر.<ref name="ReferenceA">''Intelligent Energy Field Manufacturing: Interdisciplinary Process Innovations'' By Wenwu Zhang -- CRC Press 2011 Page 144</ref>
ويجب أن يلاحظ أن [[زجاج|الزجاج]] في درجة الحرارة العادية ليس ''سائل فائق التبريد''، ولكنه صلب. راجع مقالة الزجاج لمزيد من التفاصيل.
الديناميكا الحرارية تدرس انتقال [[مادة|المادة]] من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بالتسخين مثلا حيث يتحول [[ماء|الماء]] إلى الحالة الغازية أي إلى [[بخار]]ز كذلك يمكن أن تنتقل [[مادة|المادة]] من الحالة السائلة إلى [[حالة صلبة|الحالة الصلبة]] بالتبريد. فيتصلب الماء ويصبح [[ثلج]]ا<nowiki/>ً.
تعتمد حالة المادة على الحرارة T والحجم V والضغط P. ويوضح الشكل المرافق انتقال المادة من حالة إلى حالة بتأثير تلك المتغيرات، وقد اتخذنا هنا مثال [[ماء|الماء]] للتوضيح. يبين الخط الأخضر تغير درجة الانصهار بتغير [[ضغط|الضغط]]. ويبين الخط الأزرق تغير نقطة غليان الماء تحت تأثير الضغط. كما يبين المنحنى الأحمر التسامي، حيث ينتقل الماء من الحالة الصلبة مباشرة إلى بخار واعتماد ذلك على الحرارة.
تتقابل الثلاث منحنيات عند النقطة الثلاثية، وتختلف تلك النقطة من مادة لأخرى. فالنقطة الثلاثية للكحول مثلا تتميز بثلاثة قيم للمتغيرات الحرارة، والحجم، والضغط.
يعود السبب في قلة لزوجة السوائل بزيادة درجة حرارتها إلى قوى التماسك بين الجزيئات والتي تطغى على انتقال العزم الجزيئي بين هذه الجزيئات، وهذا أيضاً بسبب تقارب الجزيئات بشكل كبير (هذا يفسر سبب صغر حجم السوائل مقارنة بالغازات). عند تسخين السائل، فإن قوى التماسك بين الجزيئات تقل وبالتالي تقل قوى التجاذب بينها، مؤدية بالنهاية إلى تقليل لزوجة السائل.
لكن في الغاز تحدث الظاهرة بشكل معاكس عند دراسة تأثيرات درجة الحرارة. تزداد لزوجة الغازات بزيادة درجة حرارتها. السبب في ذلك يتعلق أيضاً بحركة الجزيئات والقوى بينها. في الغازات تكون قوى التماسك بين الغازات أقل، بينما انتقال العزم الجزيئي أعلى. عند زيادة درجة الحرارة يزداد انتقال العزم الجزيئي أكثر وهذا يؤدي إلى زيادة لزوجة الغاز.
== مخطط الطور (منحنى حالات المادة) ==
في النقطة الثلاثية تتواجد الثلاثة حالات للماء في نفس الوقت: الحالة الصلبة، والحالة السائلة، والحالة الغازية. ويمثل الأخضر تواجد الحالتين الميء السائل والثلج. بارتفاع درجة الحرارة يجب أن نرفع الضغط لكي نحافظ على تواجد الحالتين في نفس الوقت، وإلا يتحول (ينصهر) الثلج إلى ماء. ويمثل الخط الأزرق غليان الماء وتحوله إلى بخار. بارتفاع الضغط ترتفع درجة حرارة الغليان، وطالما نتحرك على الخط الأزرق يكون لدينا حالتين في توازن، أي ماء يغلى وفوقه بخار ساخن. ويمكننا الاستمرار في رفع الضغط ودرجة الحرارة حتي نصل إلى النقطة الحرجة (critical point)، وعندها نصل إلى حالة لا يكون فيها الماء سائلا ولا بخارا، بل هي حالة تجمع بين الاثنين في مخلوط مشبع عالي الضغط والحرارة. وتبلغ النقطة الحرجة للماء عند درجة حرارة 647 [[كلفن]] أو 374 درجة مئوية. ويصل الضغط عند تلك النقطة إلى 218 ضغط جوي.
تعمل محطات القوي لاستغلال الماء وبخاره في تلك الحالة لتوليد الطاقة الكهربائية بوساطة [[عنفة|التوربينات]]. وكما نعرف من [[دورة كارنو]] ترتفع كفاءة الإنتاج بارتفاع درجة حرارة البخار (وتبلغ الكفاءة عند النقطة الحرجة 39 %). لذلك تبذل محطات التوليد مجهودات لتسخين تلك الحالة المائية البخارية لدرجات أعلى من 374 درجة مئوية، لكي ترفع كفاءة تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية، ومن تلك المحطات ما تصل كفاءته 46 % .
== حالات أخرى للمادة ==
بالإضافة إلى تلك الثلاثة حالات للمادة المعتادة في حياتنا اليومية، تعرفنا في العصر الحديث على حالات جديدة للمادة لم تـُعرف من قبل. وتُشكل حالة [[بلازما (توضيح)|البلازما]] (فيزياء)، حالة المادة تحت درجات حرارة عالية جدا، حيث تنفصل [[إلكترون|الإلكترونات]] عن الذرة. هذه حالة غير مألوفة تتصرف فيها الجسيمات المتأينة والإلكترونات بطريقة غريبة، ولذلك تسمى البلازما. من تطبيقات البلازما محاولات ترويض الطاقة الهيدروجينية في الانصهار النووي.
كذلك حالة [[ميوعة فائقة|الميوعة الفائقة]] التي اكتشف عام 1904 عند تبريد غاز [[هيليوم|الهيليوم]] تحت درجة حرارة 17و2 [[كلفن]]. في حالة الميوعة الفائقة يتسلق السائل جدران الوعاء ويغطيه تماما من الداخل. وإذا وجد ثقب أعلى الوعاء خرج منها في حالته السائلة. كما أن السائل في هذه الحالة لا يدور عندما نقوم بتدوير الوعاء وتصل درجة [[لزوجة|لزوجته]] الصفر.
حالات جديدة للمادة نعرفها في [[نجم نيوتروني|النجوم النيوترونية]]، والنجوم المسماة [[قزم أبيض|القزم الأبيض]]، حيث ينهار البناء الذري وتتجمع جميع أنوية الذرات مع بعضها مشكلة مادة تزيد كثافتها عن مئات الآلاف من كثافة المواد المعهودة.
== اقرأ أيضًا ==
* الحالات الأخرى للمادة: [[حالة صلبة|صلب]]، [[غاز]]، [[بلازما (توضيح)|البلازما]]
* [[مويجة (توضيح)|مويجة]]
* [[وزن نوعي]]
* حالة سائلة
* [[ميوعة فائقة]]
== مراجع ==
{{مراجع}}
{{روابط شقيقة}}
{{حالات المادة}}
{{مواضيع فيزياء المواد المكثفة}}
{{كيمياء فيزيائية}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|الكيمياء|كيمياء فيزيائية}}
[[تصنيف:أطوار المادة]]
[[تصنيف:تغيرات الطور]]
[[تصنيف:حالات المادة]]
[[تصنيف:حجم]]
[[تصنيف:سوائل]]
[[تصنيف:لزوجة]]