Charakterystyka siły spójności w ciałach stałych, cieczach i gazach, przykłady



The Siły spójności są to międzymolekularne siły przyciągania, które utrzymują niektóre cząsteczki razem z innymi. W zależności od intensywności sił kohezyjnych substancja jest w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Wartość sił spójności jest wewnętrzną właściwością każdej substancji.

Ta właściwość jest związana z kształtem i strukturą cząsteczek każdej substancji. Ważną cechą sił spójności jest to, że zmniejszają się one szybko, gdy odległość wzrasta. Następnie siły kohezji nazywane są siłami przyciągania, które występują między cząsteczkami tej samej substancji.

Przeciwnie, siły odpychające są tymi, które wynikają z energii kinetycznej (energii spowodowanej ruchem) cząstek. Ta energia powoduje, że cząsteczki stale się poruszają. Intensywność tego ruchu jest wprost proporcjonalna do temperatury, w której znajduje się substancja.

Aby spowodować zmianę stanu substancji, konieczne jest podniesienie jej temperatury za pomocą transmisji ciepła. Powoduje to wzrost sił odpychania substancji, co może ostatecznie doprowadzić do zmiany stanu..

Z drugiej strony ważne i konieczne jest rozróżnienie między spójnością a przystąpieniem. Spójność wynika z sił przyciągania, które występują pomiędzy sąsiednimi cząstkami tej samej substancji; zamiast tego przyczepność jest wynikiem interakcji zachodzącej między powierzchniami różnych substancji lub ciał.

Te dwie siły wydają się być związane z kilkoma zjawiskami fizycznymi, które wpływają na ciecze, dlatego ważne jest dobre zrozumienie zarówno jednego, jak i drugiego.

Indeks

  • 1 Charakterystyka ciał stałych, cieczy i gazów
    • 1.1 W ciałach stałych
    • 1.2 W cieczach
    • 1.3 W gazach
  • 2 Przykłady
    • 2.1 Napięcie powierzchniowe
    • 2.2 Menisco
    • 2.3 Kapilarność
  • 3 referencje

Charakterystyka ciał stałych, cieczy i gazów

W ciałach stałych

Ogólnie rzecz biorąc, w ciałach stałych siły spójności są bardzo wysokie i są intensywne w trzech kierunkach przestrzeni.

W ten sposób, jeśli zewnętrzna siła jest przyłożona do ciała stałego, zachodzą tylko niewielkie przemieszczenia cząsteczek.

Ponadto, gdy znika siła zewnętrzna, siły kohezji są wystarczająco silne, aby przywrócić cząsteczki do ich pierwotnej pozycji, odzyskując pozycję przed zastosowaniem siły.

W cieczach

Przeciwnie, w cieczach siły kohezji są wysokie tylko w dwóch kierunkach przestrzennych, podczas gdy są one bardzo słabe między warstwami płynów.

Tak więc, gdy siła jest przyłożona w kierunku stycznym do cieczy, ta siła rozrywa słabe wiązania między warstwami. Powoduje to ślizganie się warstw cieczy.

Następnie, gdy kończy się stosowanie siły, siły kohezji nie mają wystarczającej siły, aby przywrócić cząsteczki cieczy do ich pierwotnego położenia.

Ponadto, w cieczach spójność jest również odzwierciedlona w napięciu powierzchniowym, spowodowanym przez niezrównoważoną siłę skierowaną do wnętrza cieczy, działającą na cząsteczki powierzchni.

Podobnie, kohezja jest również obserwowana, gdy następuje przejście ze stanu ciekłego do stanu stałego, ze względu na efekt kompresji cząsteczek cieczy.

W gazach

W gazach siły spójności są pomijalne. W ten sposób cząsteczki gazów są w ciągłym ruchu, ponieważ w ich przypadku siły spójności nie są w stanie utrzymać ich związanych ze sobą.

Z tego powodu w gazach siły kohezji można docenić tylko wtedy, gdy zachodzi proces upłynniania, który ma miejsce, gdy cząsteczki gazowe są sprężane, a siły przyciągania są dostatecznie silne, aby nastąpiło przejście stanu. stan gazowy do ciekłego.

Przykłady

Siły kohezji często łączą się z siłami adhezji, aby wywołać pewne zjawiska fizyczne i chemiczne. Tak więc na przykład siły kohezji wraz z siłami adhezji pozwalają nam wyjaśnić niektóre z najczęstszych zjawisk występujących w cieczach; to przypadek łąkotki, napięcia powierzchniowego i kapilarności.

Dlatego w przypadku cieczy konieczne jest rozróżnienie sił kohezji, które występują między cząsteczkami tej samej cieczy; i przyleganie, które są między cząsteczkami cieczy i ciała stałego.

Napięcie powierzchniowe

Napięcie powierzchniowe to siła, która występuje stycznie i na jednostkę długości na krawędzi wolnej powierzchni cieczy znajdującej się w równowadze. Siła ta kurczy powierzchnię cieczy.

Ostatecznie napięcie powierzchniowe występuje, ponieważ siły występujące w cząsteczkach cieczy są różne na powierzchni cieczy niż te, które występują we wnętrzu.

Menisco

Łękotka to krzywizna, która powstaje na powierzchni cieczy, gdy jest zamknięta w pojemniku. Ta krzywa jest wytwarzana przez efekt, że powierzchnia pojemnika, który ją zawiera, znajduje się na cieczy.

Krzywa może być wypukła lub wklęsła, w zależności od tego, czy siła między cząsteczkami cieczy a cząsteczkami pojemnika jest atrakcyjna - tak jak w przypadku wody i szkła - lub jest odpychająca, jak między rtęcią a szkłem.

Kapilarność

Kapilarność to właściwość płynów, która pozwala im wznieść się lub zejść przez rurkę kapilarną. Jest to właściwość, która umożliwia, po części, wzrost ilości wody wewnątrz roślin.

Ciecz unosi się przez rurkę kapilarną, gdy siły kohezyjne są mniejsze niż siły adhezji między cieczą a ściankami rury. W ten sposób ciecz będzie rosła, dopóki wartość napięcia powierzchniowego nie zrówna się z masą cieczy zawartej w kapilarze.

Przeciwnie, jeżeli siły kohezji są wyższe niż siły adhezji, napięcie powierzchniowe obniży ciecz, a kształt jej powierzchni będzie wypukły.

Referencje

  1. Spójność (chemia) (n.d.). W Wikipedii. Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z en.wikipedia.org.
  2. Napięcie powierzchniowe (n.d.). W Wikipedii. Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z en.wikipedia.org.
  3. Kapilarność (n.d.). W Wikipedii. Pobrane 17 kwietnia 2018 r. Z es.wikipedia.org.
  4. Ira N. Levine; „Chemia fizyczna” Tom 1; Piąta edycja; 2004; Mc Graw Hillm.
  5. Moore, John W; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. (2005). Chemia: The Molecular Science. Belmont, CA: Brooks / Cole.
  6. White, Harvey E. (1948). Współczesna fizyka uczelni. van Nostrand.
  7. Moore, Walter J. (1962). Physical Chemistry, wyd. Prentice Hall.