Liquid

Fotografia d'aiga liquida.

Un liquid es un estat de la matèria que correspònd a un estat fluid caracterizat per de liasons quimicas intermolecularas pron fòrtas per empachar la dispersion de sei particulas mai insufisentas per empedir sa deformacion. Un liquid es donc capable de s'escolar (fluiditat) es a pas de forma definida. Pòu passar a l'estat solid per solidificacion e a l'estat gasós per vaporizacion. Dins l'autre sens, un solid pòu venir liquid per fusion e un gas pòu venir liquid per liquefaccion. Segon sei proprietats, lei liquids pòdon èsser miscibles entre elei.

Proprietats macroscopicas

Volum

Un liquid adòpta la forma dau recipient que lo contèn.

Article detalhat: Volum.

Lo volum, generalament notat V, es una grandor fisica que mesura l'extension d'un objècte ò d'una partida de l'espaci. Son unitat dins lo Sistèma d'Unitats Internacionau es lo mètre cubic. Pasmens, segon lei volums considerats, lo litre, lo millilitre e lo centimètre cubic son tanben utilizats. Dins lo cas d'un liquid, lo volum despend principalament de la temperatura e de la pression. Aumenta generalament quand la temperatura aumenta e quand la pression demenís. Pasmens, i a d'excepcions coma l'aiga entre 0 e 4 °C.

La compressabilitat dei liquids es febla car lei moleculas que lo constituisson demòran pròchas. Per exemple, comprimir una mòstra d'aiga sota una pression de 4 000 bar entraïna solament una demenicion de son volum de l'òrdre de 11%. Aquela proprietat permet d'utilizar lei liquids per transmetre la pression dins un mecanisme idraulic car l'aplicacion d'una pression en un ponch donat se transmet rapidament au rèsta dau liquid.

Pression

Article detalhat: Pression.

Dins un camp gravitacionau, un liquid exercís una pression sus totei lei superficias dau recipient que lo contèn. Aquela pression, generalament notada p, es una fòrça qu'es transmesa dins totei lei direccions en aumentant amb la prefondor. Son unitat internacionala es lo pascal mai d'autreis unitats son frequentament utilizadas. Se lo camp gravitacionau es unifòrme e se lo liquid es immobil, la pression es donada per la relacion :

$p=p_{0}+\rho gz\,$

Amb $p_{0}\,$ la pression a la superficia dau liquid, $\rho \,$ la massa volumica dau liquid, $g\,$ l'intensitat dau camp gravitacionau e $z$ la prefondor.

Un autre fenomèn important que s'obsèrva dins lei liquids plaçats dins un camp gravitacionau unifòrme es aqueu de flotabilitat. Es la possada verticala, opausada a la gravitat, qu'un fluid exercís sus un volum immergit. Varia en foncion de la massa volumica dau fluid e dau volum immergit. Aquela proprietat explica la flotabilitat dei naviris sus l'aiga.

Tension de superficia

La tension de superficia es lo fenomèn que permet a certaneis insèctes de caminar sus l'aiga liquida.

Article detalhat: Tension de superficia.

La superficia d'un liquid es lo luòc de mesa en plaça d'una interfàcia amb lo mitan situat en delà. D'efiech, dins aquela zòna, lei moleculas dau liquid pòdon establir de liames amb de moleculas de l'autre mitan. Aquò se tradutz par una certana instabilitat e, donc, per una aumentacion dau nivèu d'energia au nivèu de l'interfàcia. Dicha tension de superficia, aquela energia es pus fòrta dins lei liquids onte lei liasons intermolecularas son pus fòrtas coma l'aiga. Aquela proprietat es responsabla de fòrça fenomèns caracteristics dei liquids coma leis ondas ò la capillaritat.

Debit e viscositat

Article detalhat: Mecanica dei fluids.

L'escorrement d'un liquid es principalament caracterizat per son debit e sa viscositat. La premiera grandor representa lo volum que passa a travèrs una superficia donada per unitat de temps. Son unitat internacionala es lo mètre cubic per segonda. La viscositat pòu èsser definida coma l'ensemble dei fenomèns de resisténcia que s'opausan au movement d'un fluid. Demenís la libertat d'escorrement d'un liquid en dissipant son energia. A tendància de demenir quand la temperatura aumenta.

Dins lei fluids newtonians, la viscositat es lo rapòrt entre la constrencha de cisalhament e la velocitat de deformacion. Es constanta. Aquò es pas lo cas dins lei fluids non newtonians que seguisson d'autrei lèis de viscositat. Per exemple, dins lei fluids pseudoplastics, la viscositat demenís quand lei variacions de velocitat vènon pus importantas. D'un biais generau, lo mestritge de la viscositat es important dins mai d'una aplicacion, en particular dins l'industria dei lubrificants.

Aspèctes termodinamics

Transicions de fasa

Lei cambiaments d'estat dei liquids son relativament importants per fòrça brancas de la sciéncia coma la quimia, la biologia ò la meteorologia. D'efiech, una partida importanta, sovent preponderanta, dei compausats estudiats per aquelei disciplinas son a l'estat liquid. Per caufatge ò per demenicion de la pression, un liquid vèn gasós per vaporizacion. Per refrejament ò per aumentacion de la pression, vèn solid per solidificacion. Lei transformacions invèrsas son respectivament la liquefaccion e la fusion.

Resumit dei cambiaments d'estats entre lei quatre estats principaus de la matèria.

En mai d'aquò, lei liquids son caracterizats per lor ponch critic. En delà d'aqueu ponch, es pas possible d'observar la transicion entre l'estat gasós e l'estat liquid.

Solucions

Article detalhat: Solucion (quimia).

Lei liquids pòdon formar de solucions amb de gas, de solids ò d'autrei liquids. Dos liquids son considerats coma miscibles se pòdon formar una meteissa solucion quinei que siegan lei proporcions. Dins lo cas contrari, son dichs non miscibles. L'aiga e l'etanòl son un exemple de liquids miscibles coneguts. En revènge, l'aiga e l'esséncia son non miscibles. De liquids non miscibles forman de fasas diferentas que pòdon presentar de proprietats de solubilitat diferentas.

Liquids dins l'espaci

Dins l'espaci, en l'abséncia quasi totala de pression, lei liquids son immediatament vaporizats ò solidificats. Leis excepcions unicas son observats a la superficia dei planeta amb una atmosfèra espessa ò dins lei jaç intèrnes d'objèctes pron importants per aver gardat una calor intèrna. Lo cas pus famós es aqueu de la Tèrra mai la màger part dei planetas assostan de liquids a sa superficia e fòrça satellits e asteroïdes son sospichats d'aver de jaç intèrnes au mens en partida liquida coma Ceres, Euròpa ò Pluton.

Descripcion microscopica

Representacion de l'estat dei particulas que compausan un liquid.

Au nivèu microscopic, un liquid es compausat per de moleculas dins un estat desordonat mai liadas per d'interaccions fòrtas. A respècte d'un gas, aquelei liasons quimicas son pron intensas per empachar la dispersion dei moleculas. Pasmens, an pas la capacitat deis interaccions caracteristicas d'un solid que son capablas de mantenir lei moleculas en plaça dins un ret ordonat. Per aquelei rasons, lei teorias microscopicas regardant lei liquids son mens desvolopadas qu'aquelei sus lei solids e lei gas.

Annèxas

Liames intèrnes

• Debit.
• Estat de la matèria.
• Fusion.
• Gas.
• Liason quimica.
• Liquefaccion.
• Litre.
• Massa volumica.
• Matèria.
• Mecanica dei fluids.
• Mètre cubic.
• Plasma.
• Ponch critic.
• Solid.
• Solidificacion.
• Solucion (quimia).
• Temperatura.
• Tension de superficia.
• Vaporizacion.
• Viscositat.
• Volum.

Bibliografia

• (en) D. Randall Knight, Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach (With Modern Physics), Addison-Wesley, 2008.
• (en) Martin S. Silberberg, Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change, McGraw-Hill Higher Education, 2009.