FORZA DI COESIONE: CARATTERISTICHE IN SOLIDI, LIQUIDI, GAS - FISICO - 2025

Le forze coesive sono forze di attrazione intermolecolari che le tengono insieme ad altre molecole. A seconda dell'intensità delle forze di coesione, una sostanza è allo stato solido, liquido o gassoso. Il valore delle forze di coesione è una proprietà intrinseca di ogni sostanza.

Questa proprietà è correlata alla forma e alla struttura delle molecole di ciascuna sostanza. Una caratteristica importante delle forze di coesione è che diminuiscono rapidamente con l'aumentare della distanza. Quindi, le forze di coesione sono chiamate forze attrattive che esistono tra le molecole della stessa sostanza.

Al contrario, le forze repulsive sono quelle che risultano dall'energia cinetica (energia dovuta al movimento) delle particelle. Questa energia fa sì che le molecole siano costantemente in movimento. L'intensità di questo movimento è direttamente proporzionale alla temperatura alla quale si trova la sostanza.

Per provocare il cambiamento di stato di una sostanza è necessario aumentare la sua temperatura attraverso la trasmissione del calore. Questo fa aumentare le forze repulsive della sostanza, che nel caso possono finire per presumere che avvenga il cambiamento di stato.

D'altra parte, è importante e necessario distinguere tra coesione e adesione. La coesione è dovuta alle forze attrattive che si verificano tra particelle adiacenti della stessa sostanza; invece, l'adesione è il risultato dell'interazione che avviene tra superfici di diverse sostanze o corpi.

Queste due forze sembrano correlate in vari fenomeni fisici che influenzano i liquidi, quindi una buona comprensione di entrambe è importante.

Caratteristiche in solidi, liquidi e gas

In solidi

In generale, nei solidi le forze di coesione sono molto elevate e si verificano fortemente nelle tre direzioni dello spazio.

In questo modo, se una forza esterna viene applicata a un corpo solido, tra di loro si verificano solo piccoli spostamenti delle molecole.

Inoltre, quando la forza esterna scompare, le forze di coesione sono abbastanza forti da riportare le molecole nella loro posizione originale, recuperando la posizione prima dell'applicazione della forza.

Nei liquidi

Al contrario, nei liquidi le forze di coesione sono elevate solo in due delle direzioni spaziali, mentre sono molto deboli tra gli strati fluidi.

Pertanto, quando una forza viene applicata in una direzione tangenziale su un liquido, questa forza rompe i legami deboli tra gli strati. Ciò fa sì che gli strati del liquido scivolino l'uno sull'altro.

Successivamente, quando l'applicazione della forza è terminata, le forze di coesione non sono abbastanza forti da riportare le molecole del liquido nella loro posizione originale.

Inoltre, la coesione nei liquidi si riflette anche nella tensione superficiale, causata da una forza sbilanciata diretta verso l'interno del liquido, che agisce sulle molecole superficiali.

Allo stesso modo, si osserva coesione anche quando si verifica il passaggio dallo stato liquido allo stato solido, per effetto della compressione delle molecole liquide.

Nei gas

Nei gas le forze di coesione sono trascurabili. In questo modo, le molecole di gas sono in costante movimento poiché, nel loro caso, le forze di coesione non sono in grado di tenerle legate insieme.

Per questo motivo, nei gas le forze di coesione possono essere apprezzate solo quando ha luogo il processo di liquefazione, che avviene quando le molecole gassose sono compresse e le forze attrattive sono abbastanza forti perché avvenga la transizione di stato. allo stato gassoso allo stato liquido.

Esempi

Le forze di coesione spesso si combinano con le forze di adesione per dare origine a determinati fenomeni fisici e chimici. Così, ad esempio, le forze di coesione insieme alle forze di adesione rendono possibile spiegare alcuni dei fenomeni più comuni che si verificano nei liquidi; Questo è il caso del menisco, della tensione superficiale e della capillarità.

Pertanto, nel caso di liquidi, è necessario distinguere tra le forze di coesione, che si verificano tra le molecole dello stesso liquido; e quelle di adesione, che avvengono tra le molecole del liquido e del solido.

Tensione superficiale

La tensione superficiale è la forza che si verifica tangenzialmente e per unità di lunghezza sul bordo della superficie libera di un liquido che è in equilibrio. Questa forza contrae la superficie del liquido.

In definitiva, la tensione superficiale si verifica perché le forze nelle molecole del liquido sono diverse sulla superficie del liquido rispetto a quanto lo sono all'interno.

Menisco

Il menisco è la curvatura che si crea sulla superficie dei liquidi quando sono confinati in un contenitore. Questa curva è prodotta dall'effetto che la superficie del contenitore che la contiene ha sul liquido.

La curva può essere convessa o concava, a seconda che le forze tra le molecole del liquido e quelle del contenitore siano attrattive - come nel caso dell'acqua e del vetro - o repulsive, come avviene tra mercurio e vetro. .

Capillarità

La capillarità è una proprietà dei fluidi che consente loro di salire o scendere attraverso un tubo capillare. È la proprietà che consente, in parte, la risalita dell'acqua all'interno degli impianti.

Un liquido risale il tubo capillare quando le forze di coesione sono inferiori a quelle di adesione tra il liquido e le pareti del tubo. In questo modo il liquido continuerà a salire fino a quando il valore della tensione superficiale sarà uguale al peso del liquido contenuto nel tubo capillare.

Al contrario, se le forze di coesione sono maggiori delle forze di adesione, la tensione superficiale abbasserà il liquido e la forma della sua superficie sarà convessa.

Riferimenti

1. Coesione (Chimica) (nd). In Wikipedia. Estratto il 18 aprile 2018 da en.wikipedia.org.
2. Tensione superficiale (nd). In Wikipedia. Estratto il 18 aprile 2018 da en.wikipedia.org.
3. Capillarità (nd). In Wikipedia. Estratto il 17 aprile 2018 da es.wikipedia.org.
4. Ira N. Levine; Volume 1 "Fisicochimica"; Quinta edizione; 2004; Mc Graw Hillm.
5. Moore, John W.; Stanitski, Conrad L .; Jurs, Peter C. (2005). Chimica: la scienza molecolare. Belmont, CA: Brooks / Cole.
6. White, Harvey E. (1948). Fisica universitaria moderna. van Nostrand.
7. Moore, Walter J. (1962). Chimica fisica, 3a ed. Prentice Hall.