Líquido - Para el término
económico, véase Liquidez
Un líquido toma la forma de su contenedor cuando esta sometido a
la fuerza de la gravedad.
El líquido es un estado de agregación de la
materia en forma de fluido altamenteincompresible (lo que
significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en un
rango grande de presión).
Índice
[ocultar]
1 Descripción de los líquidos
1.1 Forma de los líquidos
1.2 Cambios de estado
2 Propiedades de los líquidos
2.1 Viscosidad
2.2 Fluidez
2.3 Presión de vapor
2.4 Otras propiedades
3 Referencia
3.1 Notas
3.2 Bibliografía
Descripción de los líquidos
El estado líquido es un estado de agregación de la materia
intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso. Las
moléculas de los líquidos no estan tan próximas
como las de los sólidos, pero estan menos separadas que las de
los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones
al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son
constantes dentro de un estrecho margen. En algunos líquidos, las
moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el
líquido presente propiedades anisótropas (propiedades,
como el índice de refracción, que varían según
la dirección dentro del material). Los líquidos
presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente
se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se
enfrían,aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco
variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los
objetos inmersos en algún líquido son sujetos a un
fenómeno conocido comoflotabilidad.
Forma de los líquidos
Su forma es esférica si sobre él no actúa ninguna fuerza externa.
Por ejemplo, una gota de agua en caída libre toma la forma
esférica.1
Como fluido sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un
líquido queda definida por su contenedor. En un líquido en reposo
sujeto a la gravedad en cualquier punto de su seno existe una presión de
igual magnitud hacia todos los lados, tal como establece el principio de
Pascal. Si un líquido se encuentra en reposo, la presión
hidrostatica en cualquier punto del mismo viene dada por:
Donde es la densidad del líquido, es la
gravedad (9,8 m/s2) y es la distancia del punto considerado a la
superficie libre del líquido en reposo. En un fluido en movimiento la
presión no necesariamente es isótropa, porque a la presión
hidrostatica se suma lapresión hidrodinamica que
depende de la velocidad del fluido en cada punto.
Cambios de estado
Un diagrama de cambio de fase típico: la línea punteada
muestra el comportamiento anómalo del agua. Las líneas
verdes muestran como el punto de congelación puede variar con
la presión, y la línea azul muestra el punto de
ebulliciónpuede variar con la presión. La línea roja
muestrala frontera de condiciones de presión y temperatura en la que
puede ocurrir la sublimación o deposición
sólida.
En condiciones apropiadas de temperatura y presión, la mayoría de
las sustancias pueden existir en estado líquido. Cuando un
líquido sobrepasa supunto de ebullición cambia su estado
a gaseoso, y cuando alcanza su punto de congelación cambia
a sólido. Aunque a presión atmosférica, sin
embargo, algunos sólidos se subliman al calentarse; es decir,
pasan directamente delestado sólido al estado gaseoso
(véase evapòración). La densidad de los
líquidos suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en
estado sólido. Algunas sustancias, como el agua, son mas densas
en estado líquido.
Por medio de la destilación fraccionada, los líquidos pueden
separarse de entre sí al evaporarse cada uno al alcanzar sus respectivos
puntos de ebullición. La cohesión entre
las moléculas de un líquido no es lo suficientemente
fuerte por lo que las moléculas superficiales se pueden evaporar.
Propiedades de los líquidos
Viscosidad
En la animación, el fluido de abajo es mas viscoso que el de
arriba.
Los líquidos se caracterizan porque las fuerzas internas en un
líquido no dependen de la deformación total, aunque
usual sí dependen de la velocidad de deformación, esto es lo
que diferencia a los sólidos deformables de los
líquidos. Los fluidos reales se caracterizan por poseer unaresistencia a
fluir llamada viscosidad (que también esta presente en
los sólidos viscoelasticos). Eso significa que en la
practica para mantener la velocidad en un líquido es necesario
aplicar una fuerza o presión, y si dicha fuerza cesa el movimiento del
fluido cesa eventualmente tras un tiempo finito.
La viscosidad de un líquido crece al aumentar su masa molar y
disminuye al crecer la temperatura. La viscosidad también esta
relacionada con la complejidad de las moléculas que constituyen el
líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en
los aceites pesados. Es una propiedad característica de todo
fluido (líquidos o gases).
La viscosidad es una medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido
cuando existe una diferencia de presión. Cuando un líquido o un
gas fluyen se supone la existencia de una capa estacionaria, de líquido
o gas, adherida sobre la superficie del material a través del cual se
presenta el flujo. La segunda capa roza con la adherida superficialmente y
ésta segunda con una tercera y así sucesivamente. Este roce entre
las capas sucesivas es el responsable de la oposición al flujo o sea el
responsable de la viscosidad.
La viscosidad se mide en poises, siendo un poise la viscosidad de un
líquido en el que para deslizar una capa de un centímetro
cuadrado de area a la velocidad de
1 cm/s respecto a otra estacionaria situado a 1 cm de distancia fuese
necesaria la fuerza deuna dina.
La viscosidad suele decrecer en los líquidos al aumentar
la temperatura, aunque algunos pocos líquidos presentan un aumento
de viscosidad cuando se calientan. Para los gases la viscosidad
aumenta al aumentar la temperatura.
La viscosidad de un líquido se determina por medio de
un viscosímetro entre los cuales el mas utilizado es el
de Ostwald,2 este se utiliza para determinar viscosidad relativas, es
decir, que conociendo la viscosidad de un líquido patrón,
generalmente agua, se obtiene la viscosidad del líquido problema a
partir de la ecuación:
Fluidez
La fluidez es una característica de los líquidos y/o gases que
les confiere la habilidad de poder pasar por cualquier orificio o agujero por
mas pequeño que sea, siempre que esté a un mismo o
inferior nivel del recipiente en el que se encuentren (el
líquido ), a diferencia del restante estado de agregación
conocido como sólido. Fluidez es el opuesto de viscosidad, ambas se
relacionan con la temperatura y la presión. A mayor temperatura
mas fluidez tiene un líquido.
Presión de vapor
Presión de un vapor en equilibrio con su forma líquida, la
llamada presión de vapor, sólo depende de la temperatura; su
valor a una temperatura dada es una propiedad característica de todos
los líquidos.
También lo son el punto de ebullición, el punto de
solidificación y el calor de
vaporización (esencialmente, el calor necesario paratransformar en
vapor una determinada cantidad de líquido).
En ciertas condiciones, un líquido puede calentarse por encima de su
punto de ebullición; los líquidos en ese estado se denominan
supercalentados. También es posible enfriar un líquido por debajo
de su punto de congelación y entonces se denomina líquido
superenfriado.
Otras propiedades
Los líquidos no tienen forma fija pero sí volumen. Tienen
variabilidad de forma y características muy particulares que son:
1. Cohesión: fuerza de atracción entre moléculas iguales
2. Adhesión: fuerza de atracción entre moléculas
diferentes.
3. Viscosidad: resistencia que manifiesta un líquido a fluir.
4. Tensión superficial: fuerza que se manifiesta en
la superficie de un líquido, por medio de la cual la capa
exterior del líquido tiende a contener el volumen de este dentro de una
mínima superficie.
5. Capilaridad: facilidad que tienen los líquidos para subir
por tubos de diametros pequeñísimos (capilares)
donde la fuerza de cohesión es superada por la fuerza de adhesión
para la gran lluvia.
Referencia
Notas
1. ↑ [1] Física general. Escrito por Santiago Burbano de
Ercilla, Carlos Gracía Muñoz. (books.google.es). Pagina
295.
2. ↑ [2] Diccionario de química física. Escrito
por J M Costa (books.google.es)
Bibliografía
[3] Física general. Escrito por Santiago Burbano de Ercilla, Carlos
Gracía Muñoz. (books.google.es)
