CONCEPTO DE LÍQUIDO.

UNIDAD III

CONCEPTO DE LÍQUIDO.

Un “líquido” es un estado de la materia con una densidad y volumen definidos, pero sin una forma particular puede cambiar fácilmente si es sometido a una fuerza.

Las cantidades de líquidos se miden en unidades de volumen, principalmente en metros cúbicos y sus divisiones, particularmente el decímetro, conocido como litro. El volumen de un líquido está fijado por su temperatura y su presión.

La forma de los líquidos es esférica si sobre ellos no actúa ninguna fuerza externa. Al ser sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un líquido queda definida por el recipiente que lo contiene.

Las partículas de materia de un líquido tienen menor energía en forma de calor que en su estado gaseoso lo que les permite unirse con firmeza por electromagnetismo con otras partículas (iguales, generando “cohesión” o distintas, generando “adhesión”) con cierta coherencia en la cercanía, sin que dichas uniones sean rígidas y sin formar estructuras en particulares, lo que le permite al líquido adoptar la forma del recipiente que lo contiene. Las fuerzas cohesivas de un líquido dependerán de la velocidad en la que ocurre la deformación de la sustancia.

Dependiendo de la complejidad de las partículas que forman la sustancia y a la proporción de energía en forma de calor, se realizarán las uniones moleculares que presentarán una resistencia determinada a fluir, desplazarse o ser extendidos, es decir, viscosidad.

CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS LIQUIDOS.

• Tienen volumen definido: se adopta a la forma del recipiente que lo contiene.

• Hay superficie libre: no tiene contacto con las paredes del recipiente que lo contiene, la cual es plana, horizontal e inmóvil y separa el líquido del aire.

• Es un fluido: tiene las fuerzas de cohesión de sus moléculas no son iguales a las de un sólido.

• En el frío se contrae (excepto el agua).

PUNTO CRÍTICO.

Un punto crítico es aquel límite para el cual el volumen de un líquido es igual al de una masa igual de vapor o, dicho de otro modo, en el cual las densidades del líquido y del vapor son iguales. Si se miden las densidades del líquido y del vapor en función de la temperatura y se representan los resultados, puede determinarse la temperatura crítica a partir del punto de intersección de ambas curvas. Temperatura y presión por encima de la cual no se puede condensar un gas.

En el punto crítico se verifica:

Siendo la presión, el volumen molar, la temperatura y la temperatura crítica del sistema considerado.

EQUILIBRIO ENTRE FASES

En general en un sistema termodinámico el equilibrio queda determinado por los valores de sus cantidades y parámetros intensivos tales como: la presión, latemperatura, etc. Específicamente, el equilibrio termodinámico se caracteriza por tener un valor mínimo en sus potenciales termodinámicos, tales como la energía libre de Helmholtz, es decir, sistemas con temperatura y volumen constantes siempre y cuando:

A = U – TS , ΔA = 0

O la energía libre de Gibbs, es decir, en sistemas caracterizados por tener la presión y la temperaturas constantes:

G = H – TS , ΔG = 0

El proceso que gobierna un sistema hacia el equilibrio termodinámico se denomina entropía. Un ejemplo de este tipo de procesos es el que tiene lugar en un sistema de partículas interactuantes y que se abandona a sus propias influencias. Un sistema tal y como este intercambia energía/momentum entre las partículas que lo constituyen hasta que las variables macroscópicas que definen el sistema permanecen invariables en el tiempo.

La termodinámica clásica trata, casi siempre, de transformaciones entre estados de equilibrio. La palabra equilibrio implica un estado que ha repartido sus variables hasta que no hay cambios. En el estado de equilibrio no hay potenciales sin balancear (o fuerzas perturbadoras) con el sistema. Un sistema se dice que ha llegado al equilibrio termodinámico cuando no experimenta cambios al haber sido aislado de su entorno.

FUERZAS DE ATRACCIÓN MOLECULAR.

Como sabemos, las sustancias están constituidas por átomos, iones o moléculas. Estas partículas se hallan sujetas a fuerzas de atracción y repulsión. Las fuerzas de atracción entre partículas de una misma sustancia se conocen como fuerzas de cohesión. Las fuerzas de repulsión resultado de la energía cinética que poseen las partículas y que la tiene en constante movimiento. La magnitud de este movimiento es directamente proporcional a la temperatura a la que se encuentre la sustancia. El estado de agregación de una sustancia, bajo unas determinadas condiciones de temperatura y presión, es el resultado de la relación entre las fuerzas de atracción (cohesión) y las fuerzas de repulsión (energía cinética) presentes entre las partículas constituyentes de dicho material. A partir de esta relación entre fuerzas, podemos clasificar las sustancias como gases, líquidos y sólidos. Así mismo, si modificamos las condiciones de presión y temperatura, provocaremos cambios de estado, como vimos en la primera unidad. Por ejemplo, cuando calentamos un líquido suministramos energía a las partículas, con lo cual, la agitación térmica de éstas aumenta. Con ello, la oposición a las fuerzas de cohesión es cada vez mayor, hasta que el líquido se convierte en vapor. Cada sustancia, de acuerdo con su constitución fisicoquímica se presentan como sólida, líquida o gaseosa a temperatura ambiente. Los postulados anteriores constituyen un modelo explicativo para dar razón de los diferentes estados de la materia, así como de los cambios de estado que pueden experimentar las sustancias. Este modelo recibe nombre de teoría cinético-molecular de la materia.

Los LÍQUIDOS Comparados con los gases, los líquidos son mucho más densos. Esto quiere decir que las moléculas están más próximas entre sí. Dado que las partículas de un líquido también se hallan en continuo movimiento, según la teoría cinético-molecular, al estar más próximas entre si, los choques de unas moléculas con otras son más frecuentes, al tiempo que la movilidad molecular es más restringida. Esta teoría también establece que cuando un par de moléculas se encuentran demasiado cerca, se repelen, debido a que ambas poseen las 2 mismas cargas externas. El equilibrio entre las fuerzas de repulsión y atracción contribuye a mantener las moléculas en continuo movimiento.

TENSIÓN SUPERFICIAL.

En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido

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