États de la matière: liquides


L'état liquide de la matière est une phase intermédiaire entre le solide et le gaz. Comme les particules dans un solide, les particules dans un liquide sont soumises à une attraction intermoléculaire. Cependant, les particules liquides ont plus d'espace entre elles, elles ne sont donc pas fixées en position.

L'attraction entre les particules dans un liquide maintient le volume du liquide constant.

Le mouvement des particules fait que le liquide est de forme variable. Les liquides couleront et rempliront la partie la plus basse d'un récipient, prenant la forme du récipient mais ne changeant pas de volume. L'espace limité entre les particules signifie que les liquides ont une compressibilité très limitée.

Cohésion et adhésion

Cohésion c'est la tendance pour le même genre de particules à s'attirer les unes aux autres. Ce « bâton » cohésif explique la tension superficielle d'un liquide. La tension superficielle peut être considérée comme une "peau" très mince de particules qui sont plus fortement attirées les unes vers les autres que vers les particules environnantes.

Tant que ces forces d'attraction ne sont pas perturbées, elles peuvent être étonnamment fortes. Par exemple, la tension superficielle de l'eau est suffisamment grande pour supporter le poids d'un insecte. L'eau est le liquide non métallique le plus cohésif.

Les forces de cohésion sont les plus importantes sous la surface du liquide, où les particules sont attirées les unes aux autres de tous les côtés. Les particules à la surface sont plus fortement attirées par des particules identiques dans le liquide que par l'air environnant.

Cela explique la tendance des liquides à former des sphères, la forme ayant le moins de surface. Lorsque ces sphères liquides sont déformées par la gravité, elles forment la forme classique de goutte de pluie.

LES accession c'est quand il y a des forces d'attraction entre différents types de particules. Les particules dans un liquide ne seront pas seulement attirées les unes vers les autres, mais sont généralement attirées par les particules qui composent le récipient qui contient le liquide.

Les particules liquides sont aspirées au-dessus du niveau de la surface du liquide sur les bords où elles sont en contact avec les parois du récipient.

La combinaison des forces de cohésion et d'adhérence signifie qu'une légère courbe concave, appelée ménisque, existe à la surface de la plupart des liquides. La mesure la plus précise du volume d'un liquide dans un cylindre gradué sera vue en regardant les marques de volume les plus proches du bas de ce ménisque.

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L'adhérence est également responsable de l'action capillaire lorsqu'un liquide est aspiré dans un tube très étroit. Un exemple d'action capillaire est lorsqu'une personne prélève un échantillon de sang en touchant un petit tube de verre à la goutte de sang sur le bout d'un doigt piqué.

Viscosité

La viscosité est une mesure de la résistance d'un liquide à l'écoulement libre. On dit qu'un liquide qui s'écoule très lentement est plus visqueux qu'un liquide qui s'écoule facilement et rapidement. Une substance à faible viscosité est considérée comme plus mince qu'une substance à viscosité plus élevée, qui est généralement considérée comme plus épaisse.

Par exemple, le miel est plus visqueux que l'eau. Le miel est plus épais que l'eau et s'écoule plus lentement. La viscosité peut généralement être réduite en chauffant le liquide. Lorsqu'elles sont chauffées, les particules liquides se déplacent plus rapidement, permettant au liquide de s'écouler plus facilement.

Évaporation

Étant donné que les particules dans un liquide sont en mouvement constant, elles entreront en collision les unes avec les autres et avec les parois du récipient. De telles collisions transfèrent de l'énergie d'une particule à une autre. Lorsqu'une quantité suffisante d'énergie est transférée à une particule à la surface du liquide, elle finira par surmonter la tension superficielle qui la retient au reste du liquide.

L'évaporation se produit lorsque les particules de surface acquièrent suffisamment d'énergie cinétique pour s'échapper du système. Au fur et à mesure que les particules les plus rapides s'échappent, les particules restantes ont une énergie cinétique moyenne plus faible et la température du liquide se refroidit. Ce phénomène est connu sous le nom de refroidissement par évaporation.

Volatilité

La volatilité peut être considérée comme la probabilité qu'une substance se vaporise à des températures normales. La volatilité est une propriété populaire des liquides, mais certains solides très volatils peuvent se sublimer à température ambiante normale. La sublimation se produit lorsqu'une substance passe directement du solide au gaz sans passer par l'état liquide.

Lorsqu'un liquide s'évapore à l'intérieur d'un récipient fermé, les particules ne peuvent pas s'échapper du système. Certaines des particules évaporées finiront par entrer en contact avec le liquide restant et perdront leur énergie pour se condenser dans le liquide. Lorsque le taux d'évaporation et le taux de condensation sont les mêmes, il n'y aura pas de réduction nette de la quantité de liquide.

La pression exercée par l'équilibre vapeur/liquide dans le récipient fermé est appelée pression de vapeur. L'augmentation de la température du système fermé augmentera la pression de vapeur. Les substances avec des pressions de vapeur élevées peuvent former une concentration élevée de particules de gaz au-dessus du liquide dans un système fermé.

Cela peut présenter un risque d'incendie si la vapeur est inflammable. Toute petite étincelle, même si elle provient du frottement entre les particules de gaz elles-mêmes, peut suffire à provoquer un incendie catastrophique voire une explosion.

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