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Gli stati di aggregazione della materia

Caratteristiche generali dei liquidi

Nello stato liquido le particelle possono muoversi scorrendo liberamente le une sulle altre, ma la loro energia cinetica media è inferiore a quella dei gas e in ogni caso insufficiente a vincere le intense forze attrattive reciproche, che impediscono alla maggior parte delle particelle di allontanarsi dalla massa liquida. I liquidi, pertanto:

  • hanno volume proprio, ma non forma propria;
  • sono assai poco comprimibili, anche se sottoposti a pressioni elevate;
  • presentano una densità assai maggiore dei gas (a parità di temperatura e pressione);
  • diffondono l'uno nell'altro più lentamente dei gas (le particelle sono rallentate dai più frequenti urti con le particelle vicine). Le tre più importanti proprietà dello stato liquido sono: la viscosità, la tensione superficiale e la tensione di vapore.

La viscosità è una grandezza fisica che misura l'attrito interno di un liquido, cioè la resistenza allo scorrimento ed è dovuta alle interazioni molecolari (forze di van der Waals). La viscosità e la temperatura sono inversamente proporzionali (all'aumentare della temperatura, aumenta l'energia cinetica delle particelle e quindi diminuisce la loro coesione).

Liquidi molto viscosi sono, per esempio, gli oli lubrificanti, la glicerina, alcune resine; liquidi poco viscosi, sono l'acetone, l'etere, il benzene.

La tensione superficiale è una grandezza fisica che misura la forza di coesione che agisce sulle particelle alla superficie di un liquido e che tende a fare assumere alla superficie una forma curva (gocce isolate di liquido tendono ad assumere una forma sferica). La tensione superficiale è dovuta al fatto che, mentre sulle particelle interne al liquido le forze esercitate dalle altre particelle sono simmetriche in tutte le direzioni e quindi la loro risultante è nulla, sulle particelle dello strato superficiale agiscono forze laterali e forze dirette verso l'interno del liquido, per cui la risultante è una forza non nulla diretta verso l'interno, che tende a mantenere ``raccolto'' il liquido. Ne consegue che l'intera superficie del liquido è ``richiamata'' verso l'interno, comportandosi così come una membrana elastica. La tensione superficiale di un liquido diminuisce con l'aumentare della temperatura. Inoltre viene diminuita dalla presenza nel liquido di particolari sostanze organiche, dette tensioattivi, impiegate, per esempio, nei detersivi (aumentano in pratica la superficie di contatto tra l'acqua e la fibra dei tessuti da pulire). La tensione superficiale è responsabile del fenomeno della capillarità.

La tendenza a evaporare, cioè a passare allo stato di vapore, a qualunque temperatura, è una delle caratteristiche fondamentali dei liquidi, ed è misurata (in un sistema chiuso) dalla grandezza detta tensione di vapore.

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