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Las partículas están más
separadas que en los sólidos
y pueden moverse unas con
respecto a otras. Eso hace
que la materia líquida no
tenga una forma propia y que
la adquiera en función del
recipiente que la contiene
pero su volumen será
constante.
Propiedades del estado liquido
Los elementos líquidos y gaseosos comparten
algunas características y propiedades. Sin
embargo, la propiedad fundamental que los
diferencia es la compresibilidad. En los elementos
gaseosos, el volumen que ocupa una masa varía de
forma por consecuencia de las variaciones de
temperatura y presión a las que se encuentre
expuesta.
Además, existen más propiedades
que distinguen los elementos
gaseosos de los líquidos. Estos
últimos tienen una mayor densidad
que los gaseosos. Asimismo, los
gases, al estar en un recipiente,
ocupan todo el volumen, mientras
que los elementos líquidos pueden
presentar una superficie libre si el
volumen de líquido es menor que el
del recipiente.
Características del
estado líquido de la
materia
El estado líquido de la materia posee
las siguientes características
fundamentales:
Fluidez
Adherencia
Viscosidad
Densidad
Tensión superficial
Capilaridad.
Presión de vapor.
Punto de ebullición
Ejemplos de estado líquido
Podemos tomar contacto con muchos ejemplos de estado líquido de la
materia en nuestra vida cotidiana. Algunos son:
- Gasolina: Se trata de un derivado líquido del petróleo.
- Orina: Líquido con gran contenido de amoníaco y urea. Es el medio
por el cual se eliminan desechos tóxicos del cuerpo y algunos residuos
de nuestro metabolismo.
- Mercurio: Es el líquido que contienen los termómetros. Se trata del
único metal que a temperatura ambiente se mantiene en estado
líquido.
- Agua: La sustancia líquida más común y más abundante en el planeta
Tierra. Su estado líquido se conserva a temperatura ambiente y a
pesar de algunas sustancias que pueden estar disueltas en ella.
- Ácido sulfúrico: Es de uso común en muchos laboratorios. En contacto
con materia orgánica viva es muy corrosivo y dañino.
Definiciones, símbolos, unidades, como se mide
cada una, factores que las afectan
La viscosidad de un fluido es una medida
de su resistencia a las deformaciones
graduales producidas por tensiones
cortantes o tensiones de tracción en un
fluido.
La viscosidad es una
propiedad física característica
de todos los fluidos, la cual
emerge de las colisiones entre
las partículas del fluido que se
mueven a diferentes
velocidades, provocando una
resistencia a su movimiento
según la Teoría cinética.
Cuando un fluido se mueve
forzado por un tubo liso, las
partículas que componen el
fluido se mueven más rápido
cerca del eje longitudinal del
tubo, y más lentas cerca de las
paredes.
La viscosidad se puede
describir
matemáticamente
utilizando la ley de
Newton de la viscosidad,
que establece que la
fuerza necesaria para
mover una capa de fluido
en relación a otra capa
adyacente es
proporcional a la
velocidad de deformación
(o corte) del fluido y al
área de la superficie que
se encuentra en contacto
con el fluido.
La viscosidad dinámica, también conocida como viscosidad
absoluta, es una medida de la resistencia de un fluido a
fluir debido a la fricción interna entre las capas adyacentes
del fluido. Se expresa en unidades de fuerza por unidad de
área y se mide en poises (P), centipoises (cP) o pascal-
segundos (Pa·s). Esta medida es importante en el análisis
de la resistencia al flujo de los fluidos en tuberías, bombas
y otros sistemas de transporte de fluidos.
Por otro lado, la viscosidad
cinemática es una medida de
la viscosidad dinámica de un
fluido en relación a su
densidad. Se expresa en
unidades de área por unidad
de tiempo y se mide en
centistokes (cSt), milímetros
cuadrados por segundo
(mm²/s) o metro cuadrado
por segundo (m²/s). Esta
medida es importante en la
determinación de la
capacidad de un fluido para
fluir en un entorno dado.
La relación entre la
viscosidad dinámica y la
viscosidad cinemática está
dada por la ecuación:
viscosidad cinemática =
viscosidad dinámica /
densidad del fluido
Esta relación es útil en la
comparación de la viscosidad
de diferentes fluidos a
diferentes densidades, lo que
es especialmente importante
en aplicaciones donde la
densidad del fluido puede
variar, como en la medición
de la viscosidad de los
fluidos en la industria
petrolera.
Fuentes
Hatschek, Emil (1928). The Viscosity of Liquids. New York: Van
Nostrand.
Massey, B. S.; A. J. Ward-Smith (2011). Mechanics of
Fluids (Ninth edición). London; New York: Spon Press
Que es la viscosidad y cómo afecta a las bombas industriales (
diciembre 23, 2020) ASIPS
https://asips.mx/que-es-la-viscosidad-bombas-industriales/
Aguirre, Gabriela Pérez (2007). Química 1. Un Enfoque
Constructivista. Pearson Educación. ISBN 9789702607427.
Consultado el 6 de febrero de 2018.
Fluidez. La fluidez es una
característica de los líquidos o gases que
les confiere la capacidad de poder pasar
por cualquier orificio o agujero por más
pequeño que sea, siempre que esté a un
mismo nivel del recipiente en el que se
encuentren el líquido
A medida que la temperatura aumenta, la viscosidad disminuye debido a que
las moléculas del líquido ganan energía cinética y se mueven con mayor
facilidad entre sí, lo que reduce la fricción interna. Sin embargo, para algunos
líquidos, la viscosidad puede aumentar con la temperatura debido a cambios
en la estructura molecular.
La presión también puede afectar a la viscosidad de un líquido. A medida que
aumenta la presión, las moléculas del líquido se comprimen, lo que reduce su
volumen y aumenta la interacción entre ellas, lo que resulta en un aumento de
la viscosidad. Esto se conoce como efecto de presión.
La composición química del líquido también puede afectar a su viscosidad. La
longitud y la forma de las moléculas y la presencia de grupos funcionales
pueden influir en la capacidad de las moléculas para deslizarse entre sí y, por
lo tanto, en la viscosidad del líquido.
Definiciones, símbolos, unidades, como se
mide cada una, factores que las afectan
La presión de vapor es la presión
ejercida por las moléculas de un líquido o
sólido en su fase gaseosa en equilibrio
con su fase líquida o sólida. Es decir,
cuando un líquido o sólido se encuentra
en un recipiente cerrado, parte de sus
moléculas pueden evaporarse y pasar a
la fase gaseosa, creando una presión de
vapor en el espacio sobre la superficie
del líquido o sólido.
La presión de vapor depende de la temperatura y la naturaleza
química del líquido o sólido. A medida que aumenta la temperatura,
también lo hace la energía cinética de las moléculas del líquido o
sólido, lo que lleva a un aumento en la tasa de evaporación y, por
lo tanto, a un aumento en la presión de vapor. Cada sustancia tiene
una presión de vapor característica a una determinada
temperatura, conocida como su presión de vapor de saturación.
La presión de vapor se utiliza en diversas
aplicaciones, como la destilación, la
evaporación y la deshidratación. También
es importante en la comprensión de la
toxicidad de los productos químicos y la
seguridad en el lugar de trabajo, ya que
una alta presión de vapor puede
significar una mayor exposición a
vapores tóxicos o inflamables.
Por otro lado, los factores que afectan la presión de vapor de un
líquido incluyen la temperatura, la presión y la naturaleza
química del líquido. A medida que aumenta la temperatura, la
presión de vapor aumenta debido al aumento de la tasa de
evaporación. La presión de vapor también disminuye a medida
que disminuye la presión, ya que se reduce la cantidad de
moléculas en la fase gaseosa.
Fuentes :
1THE ELEMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY. Samuel
Glasstone. Princeton, N. J.: D. Van Nostrand, 695 p.
2 FUNDAMENTOS DE FISICOQUÍMICA. Samuel H. Maron
y Carl F. Prutton. Editorial Limusa, 899 p. (1973).
3 FISICOQUÍMICA. Gilbert W. Castellan. Editorial Addison-
Wesley Iberamericana, 1057 p. (1987).
4 ESTRUCTURA DE LA SUSTANCIA. M.J. Karpentiants y
S.L. Drankin. Editorial MIT, 390 p. (1974)
Definiciones, símbolos, unidades, como se mide cada una,
factores que las afectan
La tensión superficial es una propiedad de los
líquidos que se refiere a la fuerza necesaria
para romper o estirar su superficie. Se debe a
la atracción entre las moléculas del líquido en
la superficie y se manifiesta como una
película elástica en la superficie del líquido.
Tensión superficial: La tensión superficial es la fuerza por unidad
de longitud que actúa en la superficie de un líquido debido a las
fuerzas de cohesión entre las moléculas del líquido. Se representa
con el símbolo "γ" y se mide en unidades de fuerza por unidad de
longitud, como N/m o dynes/cm.
Métodos de medición: Existen varios métodos para medir
la tensión superficial, como el método del anillo, el método
del tubo capilar, el método de la burbuja y el método del
gotero. En general, estos métodos implican la medición de
la fuerza necesaria para separar una superficie líquida de
una superficie sólida o para estirar una superficie líquida
Factores que afectan a la tensión superficial: La
tensión superficial de un líquido depende de varios
factores, como la naturaleza de las moléculas del
líquido, la temperatura, la presión, la presencia de
impurezas y la presencia de otros líquidos o gases
en contacto con la superficie líquida
En general, las moléculas de líquidos con fuerzas de cohesión
más fuertes tendrán una mayor tensión superficial. La
temperatura y la presión también pueden afectar la tensión
superficial, ya que pueden alterar la fuerza de las fuerzas
intermoleculares. Las impurezas y otros líquidos o gases en
contacto con la superficie líquida pueden disminuir la tensión
superficial al romper las fuerzas de cohesión en la superficie
líquida.
Fuentes:
- «Martínez U., Alejandro y Ricardo Ortega P.». Archivado desde el
original el 29 de diciembre de 2009. Consultado el 17 de julio de 2009.
- White, Harvey E. (1948). Modern College Physics. van Nostrand. ISBN
- Guy, A.G., Introduction to Materials Science. McGraw-Hill, Nueva York,
Definiciones, símbolos, unidades, como se
mide cada una, factores que las afectan
Se denomina capilaridad al
fenómeno que hace que la
superficie de un fluido, al estar
en contacto con un cuerpo
sólido, suba o baje de acuerdo
a si moja o no al elemento en
cuestión.
El concepto deriva de capilar,
que en una de sus acepciones
alude a un conducto muy fino.
También se dice que un
fenómeno es capilar cuando se
produce por capilaridad.
Puede afirmarse que esta
propiedad es dependiente de
la tensión superficial del
líquido, que hace que el
líquido se enfrente a una
resistencia a la hora de
incrementar su superficie. La
tensión superficial, a su vez,
se vincula a la cohesión del
fluido.
De acuerdo a la tensión
superficial, el líquido podrá
descender o subir por el tubo
capilar. Dicho fenómeno es lo
que conocemos como
capilaridad.
Cuando la cohesión entre las
moléculas resulta menor que la
adhesión del fluido al tubo, el
líquido moja y, por lo tanto,
asciende por el conducto. Dicho
ascenso continuará hasta que la
tensión superficial se equilibre
como consecuencia del peso del
fluido.
5
Fuentes:
- Pérez Montiel, Hector (2011) FISICA GENERAL BACHILLERATO,
Grupo Editorial Patria, edición 4.
- Leonardo Vite Teran Universidad autónoma del estado de Hidalgo
Características de los liquidos
- Guy, A.G., Introduction to Materials Science. McGraw-Hill, Nueva York,
Tamaño del tubo capilar: La capilaridad es más
pronunciada en tubos capilares más estrechos.
Esto se debe a que las fuerzas de adhesión entre
las moléculas del líquido y las paredes del tubo
son más fuertes en superficies más pequeñas.
Naturaleza del líquido y de las paredes del tubo: La capilaridad
depende de las fuerzas de adhesión entre las moléculas del
líquido y las paredes del tubo, así como de las fuerzas de
cohesión entre las moléculas del líquido. Si las fuerzas de
adhesión son más fuertes que las fuerzas de cohesión, el líquido
subirá en el tubo capilar. Temperatura: La capilaridad puede
verse afectada por la temperatura ya que puede alterar las
fuerzas de adhesión y cohesión entre las moléculas del líquido y
las paredes del tubo. A medida que la temperatura aumenta, las
moléculas se mueven más rápidamente y las fuerzas de cohesión
pueden disminuir.
Gravedad: La gravedad puede afectar la capilaridad ya que puede
ejercer una fuerza hacia abajo en el líquido. Si esta fuerza es
mayor que la fuerza de ascenso debido a la capilaridad, el líquido
no subirá en el tubo capilar.
Presencia de impurezas: La presencia de impurezas en el líquido
puede afectar la capilaridad ya que pueden afectar la tensión
superficial del líquido y las fuerzas de adhesión y cohesión
Los diagramas
que usamos en
clase de este tipo
Como se interpreta.
Los diagramas de fases son herramientas
importantes en la industria porque ayudan a
entender y controlar las transformaciones de
los materiales en diferentes condiciones de
temperatura y presión. Algunos de los usos
más comunes de los diagramas de fases en la
industria son:
Selección de materiales: Los diagramas de fases permiten seleccionar los
materiales adecuados para un proceso industrial específico. Por ejemplo,
el diagrama de fases del acero ayuda a determinar la cantidad de
carbono que debe tener el acero para una aplicación particular.
Control de calidad: Los diagramas de fases también son útiles para
controlar la calidad de los materiales en la producción industrial. Al
analizar la estructura de fases de un material, se pueden detectar
defectos en la producción y corregirlos antes de que afecten la calidad
del producto final.
Optimización de procesos: Los diagramas de fases ayudan a optimizar los
procesos de producción, permitiendo ajustar las condiciones de
temperatura y presión para obtener las propiedades deseadas en el
producto final.
Diseño de aleaciones: Los diagramas de fases son útiles para el diseño de
aleaciones, ya que permiten predecir las propiedades de las mezclas de
metales en diferentes condiciones de temperatura y presión.
En resumen, los diagramas de fases son herramientas útiles en la
industria porque permiten seleccionar materiales, controlar la calidad,
optimizar los procesos y diseñar aleaciones para obtener productos de
alta calidad y eficiencia.
Fuentes:
- Construcción de un diagrama de fases». Ciencia Básica Experimental
para estudiantes de Ingeniería Química. Archivado desde el original el
12 de agosto de 2016. Consultado el 28 de mayo de 2016.
- Predel, Bruno; Hoch, Michael J. R.; Pool, Monte (2004). Phase
Diagrams and Heterogeneous Equilibria: A Practical Introduction
- Guy, A.G., Introduction to Materials Science. McGraw-Hill, Nueva York,
