Coeziune: Caracteristicile în solide, lichide și gaze, Exemple

Forțele de coeziune sunt forțele intermoleculare ale atracției care dețin împreună unele molecule. În funcție de intensitatea forțelor coezive, o substanță este într-o stare solidă, lichidă sau gazoasă. Valoarea forțelor de coeziune este o proprietate intrinsecă a fiecărei substanțe.

Această proprietate este legată de forma și structura moleculelor fiecărei substanțe. O caracteristică importantă a forțelor de coeziune este aceea că acestea se diminuează rapid atunci când distanța crește. Apoi, forțele de coeziune sunt numite forțe de atracție care apar între moleculele aceleiași substanțe.

Dimpotrivă, forțele de respingere sunt cele care rezultă din energia cinetică (energia datorată mișcării) a particulelor. Această energie determină ca moleculele să se miște constant. Intensitatea acestei mișcări este direct proporțională cu temperatura la care este localizată substanța.

Pentru a determina schimbarea stării unei substanțe, este necesară creșterea temperaturii prin transmiterea căldurii. Acest lucru determină creșterea forțelor de respingere ale substanței, ceea ce poate duce la schimbarea stării.

Pe de altă parte, este important și necesar să se facă distincția între coeziune și aderare. Coeziunea se datorează forțelor de atracție care apar între particulele adiacente ale aceleiași substanțe; pe de altă parte, adeziunea este rezultatul interacțiunii care are loc între suprafețele diferitelor substanțe sau corpuri.

Aceste două forțe apar în mai multe fenomene fizice care afectează lichidele, deci este important să înțelegeți bine unul și altul.

Caracteristici în solide, lichide și gaze

În solide

În general, în forțele solide, forțele de coeziune sunt foarte mari și apar intens în cele trei direcții ale spațiului.

În acest fel, dacă se aplică o forță exterioară pe un corp solid, se produc doar mici deplasări ale moleculelor între ele.

În plus, atunci când forța externă dispare, forțele de coeziune sunt suficient de puternice pentru a readuce moleculele în poziția inițială, recuperând poziția înainte de aplicarea forței.

În lichide

Dimpotrivă, în lichide forțele de coeziune sunt ridicate numai în două direcții spațiale, în timp ce sunt foarte slabe între straturile de fluid.

Astfel, atunci când o forță este aplicată într-o direcție tangențială pe un lichid, această forță rupe legăturile slabe dintre straturi. Acest lucru face ca straturile de lichid să se alunece unul peste celălalt.

Apoi, atunci când aplicarea forței se termină, forțele de coeziune nu au suficientă forță pentru a readuce moleculele lichidului în poziția inițială.

În plus, în lichide, coeziunea se reflectă și în tensiunea superficială, cauzată de o forță dezechilibrată orientată spre interiorul lichidului, care acționează asupra moleculelor suprafeței.

De asemenea, coeziunea este observată și atunci când se produce trecerea de la starea lichidă la starea solidă, datorită efectului comprimării moleculelor lichide.

În gaze

În gaze forțele de coeziune sunt neglijabile. În acest fel, moleculele gazelor sunt în mișcare constantă, deoarece, în cazul lor, forțele de coeziune nu sunt în măsură să le mențină legată între ele.

Din acest motiv, în gazele de forță, forțele de coeziune pot fi apreciate numai atunci când are loc procesul de lichefiere, care are loc atunci când moleculele gazoase sunt comprimate și forțele de atracție sunt date suficient de puternic pentru trecerea statului să aibă loc. gazos în stare lichidă.

Exemple

Forțele de coeziune sunt adesea combinate cu forțele de aderare pentru a genera anumite fenomene fizice și chimice. Astfel, forțele de coeziune, împreună cu forțele de aderență, ne permit să explicăm unele dintre cele mai frecvente fenomene care apar în lichide; Acesta este cazul meniscului, tensiunii superficiale și capilarității.

Prin urmare, în cazul lichidelor, este necesar să se facă distincția între forțele de coeziune care apar între moleculele aceluiași lichid; și acelea de aderență care apar între moleculele lichidului și solidului.

Tensiune de suprafață

Tensiunea superficială este forța care se produce tangențial și pe unitatea de lungime la marginea suprafeței libere a unui lichid care este în echilibru. Această forță contractează suprafața lichidului.

În cele din urmă, tensiunea superficială apare deoarece forțele care apar în moleculele lichidului sunt diferite pe suprafața lichidului decât cele care apar în interior.

meniscului

Meniscul este curbura care este creată pe suprafața lichidelor când este închisă într-un container. Această curbă este produsă prin faptul că suprafața recipientului care o conține are pe lichid.

Curba poate fi convexă sau concavă, în funcție de faptul dacă forța dintre moleculele lichidului și cele ale recipientului este atractivă - așa cum este cazul cu apă și sticlă - sau este respingător, între mercur și sticlă .

capilaritate

Capilaritatea este o proprietate a fluidelor care le permite să urce sau să coboare printr-un tub capilar. Este proprietatea care face posibilă, în parte, creșterea apei prin interiorul plantelor.

Un lichid se ridică prin tubul capilar atunci când forțele coezive sunt mai mici decât forțele de adeziune dintre lichid și pereții tubului. În acest fel, lichidul va continua să crească până când valoarea tensiunii superficiale este egală cu greutatea lichidului conținut în tubul capilar.

Dimpotrivă, dacă forțele de coeziune sunt mai mari decât forțele de aderență, tensiunea superficială va reduce lichidul și forma suprafeței sale va fi convexă.