Obrázek 1. Fáze hmoty. (a) Atomy v pevné látce mají vždy stejné sousedy, které drží v blízkosti domova síly, jež jsou zde znázorněny pružinami. Tyto atomy jsou v podstatě ve vzájemném kontaktu. Příkladem pevného tělesa je hornina. Tato hornina si zachovává svůj tvar díky silám, které drží její atomy pohromadě. (b) Atomy v kapalině jsou také v těsném kontaktu, ale mohou po sobě klouzat. Síly mezi nimi silně odolávají pokusům přiblížit je k sobě a také je drží v těsném kontaktu. Příkladem kapaliny je voda. Voda může téct, ale díky silám mezi jejími atomy také zůstává v otevřené nádobě. (c) Atomy v plynu jsou od sebe vzdáleny na vzdálenosti, které jsou podstatně větší než velikost samotných atomů, a volně se pohybují. Plyn musí být držen v uzavřené nádobě, aby se nemohl volně pohybovat ven.

Atomy v pevných látkách jsou v těsném kontaktu a působí mezi nimi síly, které umožňují atomům kmitat, ale ne měnit polohu se sousedními atomy. (Tyto síly si lze představit jako pružiny, které lze natahovat nebo stlačovat, ale nelze je snadno přerušit). Pevná látka tak odolává všem druhům napětí. Pevné těleso nelze snadno deformovat, protože atomy, které ho tvoří, se nemohou volně pohybovat. Pevná tělesa také odolávají stlačení, protože jejich atomy tvoří součást mřížkové struktury, v níž jsou atomy od sebe relativně pevně vzdáleny. Při stlačování by se atomy vzájemně tlačily. Většina příkladů, které jsme dosud studovali, se týkala pevných předmětů, které se při namáhání deformují jen velmi málo.

Kapaliny se naopak při namáhání snadno deformují a po odstranění síly se nevracejí do původního tvaru, protože atomy mohou volně klouzat a měnit sousedy – to znamená, že tečou (jsou tedy typem kapaliny), přičemž molekuly drží pohromadě jejich vzájemná přitažlivost. Když je kapalina umístěna do nádoby bez víka, zůstane v nádobě (za předpokladu, že nádoba nemá pod povrchem kapaliny žádné otvory!). Protože jsou atomy těsně u sebe, kapaliny stejně jako pevné látky odolávají stlačení.

Atomy v plynech jsou od sebe vzdáleny na vzdálenosti, které jsou velké ve srovnání s velikostí atomů. Síly mezi atomy plynů jsou proto velmi slabé, s výjimkou případů, kdy se atomy vzájemně srážejí. Plyny tedy nejen proudí (a jsou proto považovány za tekutiny), ale dají se poměrně snadno stlačit, protože mezi atomy je velký prostor a malé síly. Při umístění do otevřené nádoby plyny na rozdíl od kapalin unikají. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že plyny lze snadno stlačit, zatímco kapaliny nikoli. Obecně budeme plyny i kapaliny označovat jednoduše jako kapaliny a budeme mezi nimi rozlišovat pouze v případě, že se chovají odlišně.

PhET Explorations:

Klikněte pro stažení simulace. Spusťte pomocí Javy.

Shrnutí oddílu

• Kapalina je stav hmoty, který podléhá bočním nebo smykovým silám. Kapaliny i plyny jsou tekutiny. Statikou tekutin se zabývá fyzika nehybných tekutin.

.