3. ของเหลว 3.1 สมบัติทั่วไปของของเหลว 3.1.1 ความดันไอ จุดหลอมเหลว และ 3. ของเหลว 3.1 สมบัติทั่วไปของของเหลว 3.1.1 ความดันไอ จุดหลอมเหลว และ จุดเยือกแข็ง 3.1.2 การวัดค่าความดันไอ และสมการ ของเคลาซิอุส-กลาเปรง 3.1.3 จุดเดือด

3.1.4 อุณหภูมิวิกฤติและความดันวิกฤติ 3.1.5 ความตึงผิว 3.1.6 ความหนืด 3.2 สมบัติของน้ำ : น้ำเป็นตัวทำละลาย น้ำ บริสุทธิ์ (น้ำที่ปราศจากไอออน น้ำกลั่น) 3.3 แผนภาพวัฏภาค

สมบัติทั่วไปของของเหลว ของเหลว ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งมีการเคลื่อนที่อย่างไม่เป็นระเบียบอยู่ตลอดเวลา แต่ละโมเลกุลมีการชนกัน โมเลกุลอยู่ชิดกัน ทำให้มีปริมาตรคงที่ มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมากกว่าแก๊ส แต่ไม่แรงมากพอ จึงทำให้มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน จะเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ

สมบัติทั่วไปของของเหลว ถ้าอุณหภูมิหรือความดันเปลี่ยน ปริมาตรจะเปลี่ยนแปลงน้อยมาก แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล เป็นสาเหตุของการเกิดความต้านทานการไหลของของเหลว ซึ่งเรียกว่า ความหนืด (viscosity) ถ้านำของเหลว 2 ชนิดมาผสมกัน จะเกิดการแพร่ของโมเลกุลหนึ่งไปปะปนกับโมเลกุลชนิดอื่นได้ การแพร่เกิดขึ้นเนื่องจากโมเลกุลของของเหลวเคลื่อนที่ได้

สมบัติที่คล้ายของแข็ง สมบัติที่คล้ายแก๊ส สมบัติที่คล้ายของแข็ง มีรูปร่างที่ไม่แน่นอน ไหลได้ แพร่ได้ เป็นไอโซโทรปิก โมเลกุลอยู่ชิดกัน โมเลกุลมีความเป็นระเบียบบ้าง

ความดันไอเท่ากับ ความดันบรรยากาศ ของเหลวระเหยหมด ความดันไอ ของเหลวบรรจุ ในภาชนะเปิด

ความดันไออิ่มตัว หรือ ของเหลว ไอ ความดันไออิ่มตัว หรือ ความดันไอสมดุล หรือ ความดันไอ (vapour pressure) ของเหลวบรรจุ ในภาชนะปิด

การระเหย (evaporation) จะเกิดขึ้น เมื่อความดันภายในภาชนะมีค่าน้อยกว่าความดันไอของของเหลว P << Pvap P < Pvap P = Pvap

(dynamic equilibrium) สมดุลพลวัต (dynamic equilibrium) อัตราเร็ว อัตราการระเหย อัตราการควบแน่น เวลา

ของเหลวจะมีความดันไอมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ถ้าแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลน้อย ความดันไอจะสูง ถ้าแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมาก ความดันไอจะต่ำ

ของเหลวจะมีความดันไอมากหรือน้อย ก็ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิสูง จำนวนโมเลกุลที่มีพลังงานจลน์สูงจะเพิ่มขึ้น และหลุดออกจากผิวหน้าได้มากขึ้น ความดันไอจะสูงขึ้น ถ้าอุณหภูมิต่ำ จำนวนโมเลกุลที่มีพลังงานจลน์สูงจะลดลง และหลุดออกจากผิวหน้าได้น้อยลง ความดันไอก็จะต่ำลง

กราฟความดันไอของสารบางชนิด จุดเดือดที่ความดันบรรยากาศ จากกราฟ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันจะเพิ่มขึ้น

จุดเดือดปกติของของเหลว คือ จุดเดือดเมื่อความดันภายนอกเท่ากับ 1 atm จุดเดือด (boiling point) หมายถึง อุณหภูมิที่ความดันไอของของเหลว มีค่าเท่ากับความดันภายนอก จุดเดือดปกติของของเหลว คือ จุดเดือดเมื่อความดันภายนอกเท่ากับ 1 atm

การเปลี่ยนขนาดของปริมาตร จะทำให้สมดุลระหว่าง ของเหลวกับ ไอ เสียไป สมดุลเสียไป เพราะความดันไอลดลง โมเลกุลของไอ ชนผิวของเหลวน้อยลง ทำให้อัตราการควบแน่น ลดลง แต่อัตราการระเหยเท่าเดิม เมื่อทิ้งไว้ระยะหนึ่ง จะเข้าสู่สมดุลใหม่ ที่สมดุลใหม่ ความดันไอเท่าเดิม จำนวนโมเลกุลในไอสูงขึ้น

การเปลี่ยนขนาดของปริมาตร จะทำให้สมดุลระหว่าง ของเหลวกับ ไอ เสียไป เข้าสู่สมดุลใหม่ ความดันไอเท่าเดิม แต่ปริมาณของโมเลกุลในของเหลวเพิ่มขึ้น เข้าสู่สมดุลใหม่ ความดันไอเท่าเดิม จำนวนโมเลกุลในไอสูงขึ้น

การระเหยของน้ำโบรมีน การระเหิดของผลึกไอโอดีน

ความดันไอของสารที่อุณหภูมิต่าง ๆ ของเหลว P ของแข็ง ไอ T

ไอ แผนภาพวัฏภาค จุดวิกฤต จุดเดือด จุดเยือกแข็ง (critical point) 1 atm ของไหล (Fluid) แผนภาพวัฏภาค PC ความดันวิกฤต จุดวิกฤต (critical point) TC อุณหภูมิวิกฤต 1 atm P Tf จุดเยือกแข็ง จุดเดือด Tb ของเหลว จุดทริพเปิล (Triple point) ของแข็ง ไอ T

อุณหภูมิวิกฤต (critical Temperature) หมายถึง อุณหภูมิสูงสุดที่สารอยู่ได้ในสถานะของเหลว ที่อุณหภูมิสูงกว่านี้ แก๊สจะควบแน่นเป็นของเหลวไม่ได้ ไม่ว่าจะใช้ความดันสูงเท่าใด ความดันต่ำสุดที่ต้องใช้ในการควบแน่นของแก๊ส ที่อุณหภูมิวิกฤต เรียกว่า ความดันวิกฤต (critical pressure)

อุณหภูมิวิกฤตสัมพันธ์กับแรงระหว่างโมเลกุล ของสารนั้น ๆ อย่างไร ?

อุณหภูมิวิกฤตและความดันวิกฤตของสารบางชนิด TC (OC) PC (OC) แอมโมเนีย (NH3) 132.4 111.5 เบนซิน (C6H6) 288.9 47.9 คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) 31.0 73.0 เอทานอล (C2H5OH) 243 63.0 เอทิลอีเทอร์ (C2H5OC2H5) 192.6 35.6 ปรอท (Hg) 1462 1036 มีเทน (CH4) -83.0 45.6 ออกซิเจน (O2) -118.8 49.7 น้ำ (H2O) 374.4 219.5

กราฟการเย็นตัวและกราฟการเพิ่มความร้อนของสารใด ๆ A B C Tb D E DHvap Tb T D E Tf T DHvap DHfus B C Tf DHfus A เวลาหรือความร้อนที่เพิ่มเข้าไป เวลาหรือความร้อนที่ดึงออกไป Heating curve Cooling curve

A B C Tb T D E Tf เวลาหรือความร้อนที่ดึงออกไป Super Cooling curve