Estados de la materia: Liquido

  • Características generales

Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas choca miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula (o enlaces de hidrógeno llamados dipolo-dipolo), eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas.

Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso cuyas partículas se encuentran en un estado completamente caótico y desordenado, y el estado sólido en el que las partículas apenas tienen movimiento de vibración, lo que presenta para éstos una estructura muy ordenada y rígida.

De lo anterior y de acuerdo a los conocimientos de la estructura de los líquidos según el modelo corpuscular, éstos poseen las siguientes características:

  • Tienen volumen propio aunque no forma propia.
  • Son incompresibles.
  • Las fuerzas de cohesión entre sus partículas son menores que en los sólidos.
  • Las partículas pueden ordenarse formando grupos variables.
  • El espacio vacío entre las partículas es mayor que en los sólidos.
  • Propiedades de los Liquidos

  • PRESIÓN DE VAPOR

La presión parcial de las moléculas de vapor por encima de la superficie de un líquido es la presión de vapor, lo cual se debe a los impactos de sus moléculas contra las superficies que confinan al gas y como la superficie del líquido constituye una de las paredes que limitan al vapor, habrá también una serie continua de impactos contra esta superficie por las moléculas en estado gaseoso.

A cualquier temperatura dada, tiene lugar un movimiento continuo de moléculas de la fase líquida a la gaseosa. Sin embargo al aumentar el número de moléculas en la fase gaseosa, aumenta la probabilidad de que una molécula choque con la superficie del líquido y vuelva a ser capturada por éste. En algún momento, la frecuencia con que las moléculas regresan al líquido es igual a la frecuencia con  que escapan. El número de moléculas de la fase gaseosa llega entonces a un valor estable, y la presión de vapor se hace constante.

La condición en la que dos procesos opuestos están ocurriendo simultáneamente con la misma velocidad se denomina equilibrio dinámico.

Un líquido y su vapor están en equilibrio cuando la evaporación y la condensación ocurren con la misma rapidez.

La presión de vapor de un líquido entonces, es la presión ejercida por su vapor cuando los estados líquido y vapor están en equilibrio dinámico.

  • PRESIÓN DE VAPOR Y PUNTO DE EBULLICIÓN

 

Un líquido hierve cuando su presión de vapor es igual a la presión externa que soporta la superficie del líquido. En este punto se hace posible la formación de burbujas de vapor  en el interior del líquido.

La temperatura de ebullición aumenta al incrementarse la presión externa.

El punto de ebullición de un líquido a una presión de una atmósfera, se denomina punto de ebullición normal.

  • VOLATILIDAD

 Es la capacidad que tiene un líquido de evaporarse fácilmente.

Las sustancias que tienen presión de vapor elevada se evaporan más fácilmente que aquellas que tienen presión de vapor baja

  • TENSIÓN SUPERFICIAL

En un líquido, cada molécula se desplaza siempre bajo influencia de sus moléculas vecinas. Una molécula cerca del centro del líquido, experimenta el efecto de que sus vecinas la atraen casi en la misma magnitud en todas direcciones.

Sin embargo, una molécula en la superficie del líquido no esta completamente rodeado por otras y, como resultado, solo experimenta la atracción de aquellas moléculas que están por abajo y a los lados. Por lo tanto la tensión superficial actúa en un líquido perpendicular a cualquier línea de 1cm de longitud en la superficie del mismo.

La tensión superficial mide las fuerzas internas (energía) que hay que vencer para expandir el área superficial de un líquido.

Las moléculas en la superficie del líquido están menos atraídas por las fuerzas intermoleculares, por lo que prefieren situarse en el interior.

La tensión superficial mide la energía necesaria para ampliar la superficie de un líquido. 

  • TENSIÓN DE VAPOR

 La presión ejercida por el vapor en tal condición de equilibrio (aumento o disminución de velocidad de condensación), se llama tensión de vapor del líquido. Todos los materiales, sean líquidos o sólidos, presentan tensiones de vapor definidas, con valores grandes, pequeños o muy pequeños, cualquiera que sea la temperatura de la sustancia. La magnitud de la tensión de vapor no depende de las cantidades del líquido y del vapor.

El factor más importante que determina la magnitud de la presión de vapor al equilibrio o tensión de vapor del líquido, lo constituye la propia naturaleza del líquido, la tensión de vapor depende exclusivamente sobre los valores de las fuerzas atractivas entre las moléculas.

  •  HUMEDAD

La humedad atmosférica es la cantidad de vapor de agua existente en el aire. Depende de la temperatura, de forma que resulta mucho más elevada en las masas de aire caliente que en las de aire frío. Se mide mediante un aparato denominado higrómetro, y se expresa mediante los conceptos de humedad absoluta, específica, o relativa del aire.
La humedad absoluta es la masa total de agua existente en el aire por unidad de volumen, y se expresa en gramos por metro cúbico de aire. La humedad atmosférica terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.
La humedad específica mide la masa de agua que se encuentra en estado gaseoso en un kilogramo de aire húmedo, y se expresa en gramos por kilogramo de aire.
La humedad relativa del aire es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que existe en la atmósfera y la máxima que podría contener a idéntica temperatura.
La fuente principal de la humedad del aire es la superficie de los océanos, de donde se evapora el agua de forma constante. Pero también contribuyen a su formación los lagos, glaciares, ríos, superficies nevadas, la evapotranspiración del suelo, las plantas y los animales.
La humedad absoluta y la específica aumentan paralelamente a la temperatura, mientras que la variación de la humedad relativa es inversamente proporcional a la temperatura, al menos en las capas bajas de la atmósfera, donde su valor mínimo corresponde a las horas de mayor calor, y el máximo a las madrugadas.
Como la atmósfera en sus capas altas está estratificada, la temperatura y la humedad no son las mismas de una capa a otra y la humedad relativa varía bruscamente.

  • VISCOSIDAD

Algunos líquidos, literalmente fluyen lentamente, mientras que otros fluyen con facilidad, la resistencia a fluir se conoce con el nombre de viscosidad. Si existe una mayor viscosidad, el líquido fluye más lentamente. Los líquidos como la melaza y el aceite de los motores son relativamente viscosos; el agua y los líquidos orgánicos como el tetracloruro de carbono no lo son.

La viscosidad es la resistencia de un líquido a fluir y se relaciona con las fuerzas intermoleculares de atracción y con el tamaño y forma de las partículas que o constituyen.

La viscosidad puede medirse tomando en cuenta el tiempo que transcurre cuando cierta cantidad de un líquido fluye a través de un delgado tubo, bajo la fuerza de la gravedad. En otro método, se utilizan esferas de acero que caen a través de un líquido y se mide la velocidad de caída. Las esferas caen más lentamente en los líquidos más viscosos.

  • DIAGRAMAS DE FASES

El equilibrio entre un líquido y su vapor no es el único equilibrio dinámico que puede existir entre estados de la materia.

En condiciones apropiadas de temperatura y presión, un sólido puede estar en equilibrio con su estado líquido o incluso con su estado vapor. Un diagrama de fases es una forma gráfica de resumir las condiciones en las que existen equilibrios entre los diferentes estados de la materia, y también nos permite predecir la fase de una sustancia que es estable a cualquier temperatura y presión.

 

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