Tensione superficiale, azione capillare e viscosit

Vi siete mai chiesti perché uno yen, se posto con cura sull'acqua, galleggia? La maggior parte delle proprietà dei liquidi sono dettate da forze intermolecolari. Le forze attrattive fra molecole simili in una sostanza sono dette anche forze coesive.

In acqua, le forze coesive attraggono le molecole interne allo stesso modo in tutte le direzioni, risultando in una forza netta pari a zero, in media, mentre le molecole di superficie subiscono solo una trazione verso il basso, che fa sì che le molecole si avvicinino strettamente. Le molecole interne sono più stabili dal punto di vista energetico di quelle di superficie, perché sperimentano una maggior coesione, che abbassa la loro energia potenziale. I fluidi, dunque, cercano di ridurre la loro energia potenziale minimizzando la superficie, creando una superficie in tensione che si comporta come una membrana elastica.

L'energia per aumentare la superficie di un liquido di una quantità unitaria è detta tensione superficiale, che viene spesso misurata in joule per metro quadrato. Le forze adesive, al contrario, esistono fra molecole dissimili, come l'acqua e il vetro. Dopo aver posizionato uno stretto tubo capillare in acqua, le molecole d'acqua si diffondono lungo le superfici del tubo tramite adesione, aumentando la superficie del liquido e attirando con esso, per coesione, il resto del liquido.

Il liquido nel capillare sale fino a quando la gravità non supera le forze adesive e coesive. Questo fenomeno è detto azione capillare. Per l'acqua, le forze adesive fra l'acqua e il vetro sono più forti delle forze coesive, risultando in un menisco concavo o curvo verso l'interno.

Per il mercurio, le forze coesive superano le forze adesive, risultando in un menisco convesso. La viscosità esprime la resistenza di un liquido al flusso. e viene spesso misurata in equilibrio, o grammi per centimetro al secondo.

Considerate il metanolo e il glicerolo. Benché entrambi formino legami idrogeno, il glicerolo ha tre gruppi OH invece di uno, e forma più legami idrogeno per molecola. Ciò risulta in una maggiore attrazione fra le molecole di glicerolo, rendendo il glicerolo più viscoso del metanolo.

La viscosità è influenzata dalle forme molecolari. Gli idrocarburi con masse molari e lunghezze crescenti interagiscono su aree maggiori e si aggrovigliano più frequentemente, determinando forze di dispersione più forti, e viscosità più elevate. Infine, la viscosità dipende dalla temperatura.

L'aumento dell'energia termica indebolisce le forze intermolecolari, le molecole si muovono più liberamente e i liquidi fluiscono più velocemente a temperature più elevate. o con le estremità positive.