Se sabe que todo lo que rodea a una persona, incluidoy él mismo, son cuerpos compuestos de sustancias. Estos, a su vez, se construyen a partir de moléculas, el último de átomos, y son de estructuras aún más pequeñas. Sin embargo, la diversidad circundante es tan grande que es difícil imaginar siquiera algún tipo de similitud. Y ahí está. Los compuestos se cuentan por millones, cada uno de ellos es único en propiedades, estructura y función. En total, se distinguen varios estados de fase, según los cuales se pueden correlacionar todas las sustancias.
Estados agregados de sustancias
Hay cuatro variantes del estado agregado de conexiones.
- Gases.
- Sólidos
- Liquidos
- El plasma es un gas ionizado altamente enrarecido.
En este artículo consideraremos las propiedades de los líquidos, sus características estructurales y los posibles parámetros de rendimiento.
Clasificación de cuerpos líquidos
Esta división se basa en las propiedades de los líquidos, su estructura y estructura química, así como los tipos de interacciones entre las partículas que constituyen el compuesto.
- Estos líquidos, que consisten en átomos unidos por fuerzas de van der Waals. Algunos ejemplos son los gases líquidos (argón, metano y otros).
- Estas son sustancias que están compuestas por dos átomos idénticos. Ejemplos: gases en forma licuada: hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y otros.
- Los metales líquidos son mercurio.
- Sustancias formadas por elementos unidos por enlaces polares covalentes. Ejemplos: cloruro de hidrógeno, yoduro de hidrógeno, sulfuro de hidrógeno y otros.
- Compuestos en los que están presentes enlaces de hidrógeno. Ejemplos: agua, alcoholes, amoniaco en solución.
También hay estructuras especiales, como cristales líquidos, líquidos no newtonianos, que tienen propiedades especiales.
Consideraremos las propiedades básicas de un líquido que lo distinguen de todos los demás estados de agregación. En primer lugar, estos son los que se suelen llamar físicos.
Propiedades de los líquidos: forma y volumen
En total, se pueden distinguir unas 15 características, que permiten describir cuáles son las sustancias en consideración y cuál es su valor, características.
Las primeras propiedades físicas de un líquido,Lo que viene a la mente ante la mención de este estado de agregación es la capacidad de cambiar de forma y ocupar un cierto volumen. Entonces, por ejemplo, si hablamos de la forma de sustancias líquidas, generalmente se acepta considerarlo ausente. Sin embargo, no lo es.
Bajo la influencia de la conocida gravedad de la gotalas sustancias sufren algún tipo de deformación, por lo que su forma se altera y se vuelve indefinida. Sin embargo, si coloca una gota en condiciones en las que la gravedad no actúa o está muy limitada, adoptará la forma de bola ideal. Por lo tanto, habiendo recibido la tarea: "Nombrar las propiedades de los líquidos", una persona que se considere lo suficientemente versada en física debería mencionar este hecho.
En cuanto al volumen, conviene tener en cuenta las propiedades generales de los gases y líquidos. Tanto esos como otros pueden ocupar todo el volumen de espacio en el que se encuentran, limitados solo por las paredes del recipiente.
Viscosidad
Las propiedades físicas del líquido son muy diversas.Pero la viscosidad es única. ¿Qué es y cómo se determina? Los principales parámetros de los que depende el valor considerado son:
- Esfuerzo cortante;
- gradiente de velocidad.
La dependencia de estos valores es lineal.Si explicamos en palabras más simples, entonces la viscosidad, como el volumen, son las propiedades de los líquidos y gases que les son comunes e implican un movimiento ilimitado independientemente de las fuerzas externas de influencia. Es decir, si el agua fluye fuera del recipiente, continuará haciéndolo bajo cualquier influencia (gravedad, fricción y otros parámetros).
Esto contrasta con los fluidos no newtonianos, que son más viscosos y pueden dejar agujeros después del movimiento, llenándose con el tiempo.
¿De qué dependerá este indicador?
- De la temperatura. Con el aumento de temperatura, la viscosidad de algunos líquidos aumenta, mientras que otros, por el contrario, disminuye. Depende del compuesto específico y su estructura química.
- De la presión. Un aumento provoca un aumento en el índice de viscosidad.
- De la composición química de la sustancia. La viscosidad cambia en presencia de impurezas y componentes extraños en una muestra de una sustancia pura.
Capacidad calorífica
Este término define la capacidad de una sustanciaabsorber una cierta cantidad de calor para aumentar su propia temperatura en un grado Celsius. Existen diferentes compuestos para este indicador. Algunos tienen mayor capacidad calorífica, otros menos.
Entonces, por ejemplo, el agua es muy buena.acumulador de calor, lo que permite que sea ampliamente utilizado para sistemas de calefacción, cocina y otras necesidades. En general, el indicador de capacidad calorífica es estrictamente individual para cada líquido individual.
Tensión superficial
A menudo, habiendo recibido una tarea:"Nombrar las propiedades de los líquidos" recuerda inmediatamente la tensión superficial. Después de todo, los niños lo conocen en lecciones de física, química y biología. Y cada sujeto explica este importante parámetro desde su lado.
Definición clásica de tensión superficialsiguiente: este es el límite de fase. Es decir, en el momento en que el líquido ha ocupado un cierto volumen, limita por fuera con un medio gaseoso - aire, vapor o alguna otra sustancia. Por tanto, la separación de fases se produce en el punto de contacto.
En este caso, las moléculas tienden a rodearse comoposible por un gran número de partículas y, por tanto, conducen, por así decirlo, a la compresión del líquido en su conjunto. En consecuencia, la superficie parece estirada. Esta propiedad también puede explicar la forma esférica de las gotas de líquido en ausencia de gravedad. De hecho, es precisamente esta forma la ideal desde el punto de vista de la energía de la molécula. Ejemplos:
- burbuja;
- agua hirviendo;
- gotas de líquido en ingravidez.
Algunos insectos se han adaptado a "caminar" sobre la superficie del agua precisamente debido a la tensión superficial. Ejemplos: zancudos de agua, escarabajos de aves acuáticas, algunas larvas.
Fluidez
Existen propiedades comunes de líquidos y sólidos. Uno de ellos es la fluidez. La única diferencia es que para el primero es ilimitado. ¿Cuál es la esencia de este parámetro?
Si aplica una influencia externa a un líquidocuerpo, luego se dividirá en partes y las separará entre sí, es decir, se desbordará. En este caso, cada parte volverá a llenar todo el volumen del recipiente. Para los sólidos, esta propiedad es limitada y depende de las condiciones externas.
Dependencia de las propiedades de la temperatura.
Estos incluyen tres parámetros que caracterizan las sustancias que estamos considerando:
- sobrecalentamiento
- enfriamiento
- hirviendo.
Propiedades de los líquidos como el sobrecalentamiento yLa hipotermia está directamente relacionada con las temperaturas críticas (puntos) de ebullición y congelación, respectivamente. Sobrecalentado se denomina líquido que ha superado el umbral del punto crítico de calentamiento cuando se expone a la temperatura, pero que no muestra signos externos de ebullición.
Sobreenfriado, respectivamente, se denomina líquido que ha superado el umbral del punto crítico de transición a otra fase bajo la influencia de bajas temperaturas, pero no se solidificó.
Tanto en el primer como en el segundo caso, existen condiciones para la manifestación de tales propiedades.
- Falta de estrés mecánico en el sistema (movimiento, vibración).
- Temperatura uniforme, sin saltos y cambios bruscos.
Un dato interesante es que si el líquido sobrecalentado(por ejemplo, agua) arroje un objeto extraño, hervirá instantáneamente. Se puede obtener calentando bajo la influencia de la radiación (en un horno microondas).
Coexistencia con otras fases de sustancias
Hay dos opciones para este parámetro.
- El líquido es gas. Estos sistemas son los másgeneralizados, ya que existen en todas partes en la naturaleza. La evaporación del agua es parte del ciclo natural. En este caso, el vapor resultante existe simultáneamente con agua líquida. Si hablamos de un sistema cerrado, entonces hay evaporación. Es solo que el vapor se satura muy rápidamente y todo el sistema en su conjunto llega al equilibrio: líquido - vapor saturado.
- Líquido - sólidos. Especialmente en tales sistemas, se nota una cosa máspropiedad - humectabilidad. Cuando el agua y un sólido interactúan, este último se puede humedecer total, parcialmente o repeler el agua por completo. Hay compuestos que se disuelven en agua de forma rápida y casi indefinida. Hay quienes generalmente no son capaces de esto (algunos metales, diamantes y otros).
En general, el estudio de la interacción de fluidos con compuestos en otros estados de agregación es la disciplina de la hidroaeromecánica.
Compresibilidad
Las propiedades básicas del líquido estarían incompletas,si no mencionamos la compresibilidad. Por supuesto, este parámetro es más típico de los sistemas de gas. Sin embargo, los que estamos considerando también pueden ceder a la compresión bajo ciertas condiciones.
La principal diferencia es la velocidad del proceso y suuniformidad. Si un gas se puede comprimir rápidamente y a baja presión, los líquidos se comprimen de manera desigual, durante un tiempo suficiente y en condiciones especialmente seleccionadas.
Evaporación y condensación de líquidos.
Estas son dos propiedades más del líquido. La física les da las siguientes explicaciones:
- Evaporación - uhel proceso que caracteriza el gradualtransición de una sustancia de un estado líquido de agregación a un sólido. Esto sucede bajo la influencia de influencias térmicas en el sistema. Las moléculas comienzan a moverse y, cambiando su red cristalina, pasan a un estado gaseoso. El proceso puede continuar hasta que todo el líquido se convierta en vapor (para sistemas abiertos). O antes de que se establezca el equilibrio (para recipientes cerrados).
- Condensación - el proceso contrario al anterior.Aquí el vapor se transforma en moléculas líquidas. Esto sucede hasta que se establece el equilibrio o la transición de fase completa. El vapor emite más partículas al líquido que a él.
Ejemplos típicos de estos dos procesos en la naturaleza son la evaporación del agua de la superficie del Océano Mundial, su condensación en las capas superiores de la atmósfera y luego la precipitación.
Propiedades mecánicas del líquido.
Estas propiedades son objeto de estudio comociencia como la mecánica de fluidos. Específicamente, su sección, la teoría de la mecánica de fluidos y gases. Los principales parámetros mecánicos que caracterizan el estado agregado considerado de las sustancias incluyen:
- densidad;
- Gravedad específica;
- viscosidad.
La densidad de un cuerpo líquido se entiende como su masa,que está contenido en una unidad de volumen. Este indicador varía para diferentes compuestos. Ya existen datos calculados y medidos experimentalmente sobre este indicador, que se ingresan en tablas especiales.
Se considera que la gravedad específica es el peso de una unidad de volumen de líquido. Este indicador depende en gran medida de la temperatura (con un aumento, su peso disminuye).
Por que estudiar propiedades mecánicasliquidos? Este conocimiento es importante para comprender los procesos que ocurren en la naturaleza, dentro del cuerpo humano. También al crear medios técnicos, varios productos. Después de todo, las sustancias líquidas son una de las formas agregadas más comunes en nuestro planeta.
Fluidos no newtonianos y sus propiedades
Las propiedades de los gases, líquidos, sólidos sonobjeto de estudio de la física, así como algunas disciplinas afines. Sin embargo, además de las sustancias líquidas tradicionales, también existen las denominadas no newtonianas, que también son estudiadas por esta ciencia. ¿Qué son y por qué recibieron ese nombre?
Para comprender qué son estos compuestos, daremos los ejemplos cotidianos más comunes:
- "limo", que juegan los niños;
- "chicle de mano" o chicle de mano;
- pintura de construcción ordinaria;
- una solución de almidón en agua, etc.
Es decir, se trata de líquidos cuya viscosidad esobedece al gradiente de velocidad. Cuanto más rápido sea el impacto, mayor será el índice de viscosidad. Por tanto, con un fuerte impacto de la goma de mascar de la mano en el suelo, se convierte en una sustancia completamente sólida que se puede partir en pedazos.
Si lo dejas solo, literalmente a travésdurante unos minutos se extenderá en un charco pegajoso. Los líquidos no newtonianos son bastante únicos en términos de sus propiedades, que han encontrado aplicación no solo con fines técnicos, sino también con fines culturales y domésticos.
