Estados da Matéria: Líquidos

O estado líquido da matéria é uma fase intermediária entre sólido e gasoso. Como as partículas de um sólido, as partículas em um líquido estão sujeitas à atração intermolecular. No entanto, as partículas líquidas têm mais espaço entre elas, de modo que não são fixas na posição.

A atração entre as partículas em um líquido mantém o volume do líquido constante.

O movimento das partículas faz com que o líquido seja de forma variável. Os líquidos fluirão e preencherão a parte mais baixa de um recipiente, assumindo a forma do recipiente, mas não mudando de volume. A quantidade limitada de espaço entre as partículas significa que os líquidos têm uma compressibilidade muito limitada.

Coesão e adesão

Coesão é a tendência para o mesmo tipo de partículas serem atraídas umas pelas outras. Essa “aderência” coesa explica a tensão superficial de um líquido. A tensão superficial pode ser considerada uma “pele” muito fina de partículas que são mais fortemente atraídas umas pelas outras do que às partículas que as rodeiam.

Enquanto essas forças de atração não forem perturbadas, elas podem ser surpreendentemente fortes. Por exemplo, a tensão superficial da água é grande o suficiente para suportar o peso de um inseto. A água é o líquido não-metálico mais coeso.

Forças coesivas são maiores sob a superfície do líquido, onde as partículas são atraídas umas para as outras por todos os lados. As partículas na superfície são mais fortemente atraídas pelas partículas idênticas dentro do líquido do que pelo ar circundante.

Isso explica a tendência dos líquidos de formar esferas, a forma com a menor quantidade de área de superfície. Quando essas esferas líquidas são distorcidas pela gravidade, elas formam a forma clássica da gota de chuva.

A adesão é quando existem forças de atração entre diferentes tipos de partículas. As partículas de um líquido não serão atraídas apenas umas pelas outras, mas são geralmente atraídas pelas partículas que compõem o recipiente que contém o líquido.

As partículas do líquido são desenhadas acima do nível da superfície do líquido nas bordas onde estão em contato com os lados do recipiente.

A combinação de forças coesivas e adesivas significa que uma leve curva côncava, conhecida como menisco, existe na superfície da maioria dos líquidos. A medição mais precisa do volume de um líquido em um cilindro graduado será vista observando as marcas de volume mais próximas ao fundo deste menisco.

A adesão também é responsável pela ação capilar quando um líquido é retirado em um tubo muito estreito. Um exemplo de ação capilar é quando alguém coleta uma amostra de sangue tocando um pequeno tubo de vidro na gota de sangue na ponta de um dedo picado.

Viscosidade

Viscosidade é uma medida de quanto um líquido resiste a fluir livremente. Dizem que um líquido que flui muito lentamente é mais viscoso que um líquido que flui fácil e rapidamente. Uma substância com baixa viscosidade é considerada mais fina do que uma substância com maior viscosidade, que geralmente é considerada mais espessa.

Por exemplo, o mel é mais viscoso que a água. O mel é mais grosso que a água e flui mais lentamente. A viscosidade pode geralmente ser reduzida aquecendo o líquido. Quando aquecidas, as partículas do líquido se movem mais rápido, permitindo que o líquido flua mais facilmente.

Evaporação

Como as partículas de um líquido estão em constante movimento, elas colidirão umas com as outras e com os lados do recipiente. Tais colisões transferem energia de uma partícula para outra. Quando energia suficiente é transferida para uma partícula na superfície do líquido, ela acabará por superar a tensão superficial que a prende ao resto do líquido.

A evaporação ocorre quando partículas superficiais ganham energia cinética suficiente para escapar do sistema. À medida que as partículas mais rápidas escapam, as partículas restantes têm energia cinética média mais baixa e a temperatura do líquido esfria. Esse fenômeno é conhecido como resfriamento evaporativo.

Volatilidade

Volatilidade pode ser pensada como a probabilidade de uma substância ser vaporizada a temperaturas normais. A volatilidade é uma propriedade popular dos líquidos, mas alguns sólidos altamente voláteis podem sublimar à temperatura ambiente normal. A sublimação acontece quando uma substância passa diretamente do sólido para o gás sem passar pelo estado líquido.

Quando um líquido evapora dentro de um recipiente fechado, as partículas não podem escapar do sistema. Algumas das partículas evaporadas eventualmente entrarão em contato com o líquido restante e perderão sua energia para se condensar de volta ao líquido. Quando a taxa de evaporação e a taxa de condensação são as mesmas, não haverá redução líquida na quantidade de líquido.

A pressão exercida pelo equilíbrio vapor/líquido no recipiente fechado é chamada de pressão de vapor. Aumentar a temperatura do sistema fechado aumentará a pressão de vapor. Substâncias com altas pressões de vapor podem formar uma alta concentração de partículas de gás acima do líquido em um sistema fechado.

Isso pode proporcionar um risco de incêndio se o vapor for inflamável. Qualquer pequena faísca, mesmo que ocorra a partir da fricção entre as próprias partículas de gás, pode ser suficiente para causar um incêndio catastrófico ou mesmo uma explosão.