El estudio de las propiedades de los líquidos

INTRODUCCION

Los líquidos son una parte tan básica de nuestra vida que a veces tenemos que detenernos a pensar sus cualidades. Los usamos para alimentarnos, para jugar, para desplazarnos, para relajarnos, para lavarnos y también son utilizados en la industria. En este trabajo estudiaremos las características únicas de los líquidos así como algunas propiedades que diferencian a un líquido de otro. Las actividades que se sugieren no son sólo interesantes y excitantes, sino que además permiten crear bases sólidas para una comprensión futura de otras propiedades más complejas de los líquidos.

Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas chocan miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un líquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y líquido.

LÍQUIDOS

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.

Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad.

En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía).

Un “líquido” es un estado de la materia con una densidad y volumen definidos, pero sin una forma particular puede cambiar fácilmente si es sometido a una fuerza.

Las cantidades de líquidos se miden en unidades de volumen, principalmente en metros cúbicos y sus divisiones, particularmente el decímetro, conocido como litro. El volumen de un líquido está fijado por su temperatura y su presión.

La forma de los líquidos es esférica si sobre ellos no actúa ninguna fuerza externa. Al ser sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un líquido queda definida por el recipiente que lo contiene.

Las partículas de materia de un líquido tienen menor energía en forma de calor que en su estado gaseoso lo que les permite unirse con firmeza por electromagnetismo con otras partículas (iguales, generando “cohesión” o distintas, generando “adhesión”) con cierta coherencia en la cercanía, sin que dichas uniones sean rígidas y sin formar estructuras en particulares, lo que le permite al líquido adoptar la forma del recipiente que lo contiene. Las fuerzas cohesivas de un líquido dependerán de la velocidad en la que ocurre la deformación de la sustancia.

Dependiendo de la complejidad de las partículas que forman la sustancia y a la proporción de energía en forma de calor, se realizarán las uniones moleculares que presentarán una resistencia determinada a fluir, desplazarse o ser extendidos, es decir, viscosidad.

Por otra parte, los líquidos tienen mayor energía que el de sus enlaces con otras partículas, lo que les permite fácilmente vibrar, tener movimiento, deslizarse y separarse de forma libre entre sí y entre otras partículas, sin adoptar una forma definida y sin repelerse fuertemente entre sí, permitiendo a la sustancia la capacidad de fluir, es decir, la posibilidad de deformarse para pasar por cualquier orificio o agujero sin necesidad de ejercer una tensión mecánica.

Estas dos circunstancias de energía les permiten a las partículas de los líquidos generar uniones y romperlas rápidamente. Cuando una molécula de un líquido se separa del resto de las partículas, tiene una alta probabilidad de encontrarse con una partícula del mismo material para volver a generar uniones.

Los líquidos se forman cuando partículas energizadas (de un gas) se consolidan en un espacio determinado, a temperatura y presión constantes, perdiendo energía en forma de calor, e iniciando un proceso de condensación con la posibilidad de que dichas partículas puedan interactuar entre sí por medio de uniones electromagnéticas hasta constituir un arreglo o sustancia.

Al igual que los gases, los líquidos fluyen. bajo la acción de la gravedad también tomarán la forma del recipiente que los contiene, sin embargo, como sus partículas no se dispersan ni se repelen, no llenan el espacio del recipiente que los contienen sino que conservan una densidad generalmente constante formando una superficie.

Dentro de un líquido, cada partícula es empujada igualmente en todas direcciones por las moléculas vecinas, resultando en una fuerza neta de cero, con un menor estado de energía que las partículas en la superficie. Las moléculas de un líquido ejercerán presión a los lados del recipiente que lo contiene así como en cualquier objeto dentro de dicho líquido. En un recipiente sellado, la presión quedará distribuida de forma homogénea en toda la superficie del contenedor. Bajo una gravedad constante y con una densidad uniforme, a mayor profundidad dentro del líquido, habrá mayor presión.

Las moléculas en la superficie del líquido no tienen moléculas a los lados, por tanto están en un mayor estado de energía. El líquido tenderá a minimizar su estado de energía, por lo que las moléculas de alta energía en la superficie tenderán a minimizarse, minimizando el área de la superficie y provocando que la superficie tenga una forma suave con una tendencia a contraerse para resistir a fuerzas externas, generando “tensión superficial”.

La superficie de un líquido será como una membrana elástica, que permite la formación de gotas, burbujas, olas superficiales, y el comportamiento de la acción capilar. La tensión superficial también permite el fenómeno físico de mojar, es decir, que las moléculas de mayor energía en la superficie se adhieran a otras moléculas distintas.

La tensión superficial permite que un objeto flote en un líquido aunque sea más denso que el líquido. También permite la capilaridad, es decir, la capacidad de subir por tubos de diámetros muy pequeños donde la fuerza

...