Tensão Superficial, Ação Capilar, e Viscosidade

Alguma vez se perguntou porque uma moeda de iene, quando cuidadosamente colocada sobre a água, flutua, a maioria das propriedades dos líquidos são ditadas pelas forças intermoleculares. As forças atrativas entre moléculas semelhantes numa substância são também chamadas de forças coesivas. Na água, as forças coesivas puxam as moléculas interiores igualmente em todas as direções, resultando em média, na força líquida zero, enquanto as moléculas de superfície experimentam apenas um puxar para baixo, que faz com que as moléculas se agrupem bem juntas.

As moléculas interiores são mais estáveis energeticamente do que as moléculas de superfície porque elas experimentam uma maior coesão, que diminui a sua energia potencial. Os líquidos, portanto, tentam reduzir a sua energia potencial minimizando a área de superfície, criando uma superfície sob tensão que se comporta como uma membrana elástica. A energia necessária para aumentar uma área de superfície do líquido por uma unidade é chamada a sua tensão superficial, que é frequentemente medida em joules por metro-quadrado.

As forças adesivas, em contraste, existem entre moléculas diferentes, como a água e o vidro. Ao colocar um estreito tubo capilar na água, as moléculas da água espalhadas ao longo das superfícies do tubo por adesão, aumentam a área de superfície do líquido e desenham o resto do líquido com ele por coesão. O líquido nos capilares aumenta até que a gravidade ultrapassa as forças adesivas e coesivas.

Este fenómeno é chamado de ação capilar. Para a água, as forças adesivas entre a água e o vidro são mais fortes do que as forças coesivas, resultando num menisco côncavo, ou curvatura interior. Para o mercúrio, as forças coesivas superam as forças adesivas, resultando num menisco convexo.

A viscosidade expressa uma resistência do líquido ao fluxo e é frequentemente medido em equilíbrio, ou gramas por centímetro-segundo, Consideremos o metanol e o glicerol. Embora ambos formem ligações de hidrogênio, o glicerol tem três grupos OH em vez de um e forma mais ligações de hidrogênio por molécula. Isto resulta numa atração mais forte entre as moléculas de glicerol, tornando o glicerol mais viscoso do que o metanol.

A viscosidade é influenciada por formas moleculares. Os hidrocarbonetos de massas molares e comprimentos maiores interagem em áreas maiores e enredam com mais frequência, resultando em forças de dispersão mais forte e viscosidades mais elevadas. Finalmente, a viscosidade depende da temperatura.

O aumento da energia térmica enfraquece as forças intermoleculares, correspondente as moléculas em movimento mais livre e líquidos que fluem assim mais rapidamente a temperaturas mais elevadas.