Lo stato liquido della materia è una fase intermedia tra solido e gas. Come le particelle in un solido, le particelle in un liquido sono soggette ad attrazione intermolecolare. Tuttavia, le particelle liquide hanno più spazio tra loro, quindi non sono fissate in posizione.
L'attrazione tra le particelle in un liquido mantiene costante il volume del liquido.
Il movimento delle particelle fa sì che il liquido sia di forma variabile. I liquidi fluiranno e riempiranno la parte più bassa di un contenitore, assumendo la forma del contenitore, ma non cambiando di volume. La quantità limitata di spazio tra le particelle significa che i liquidi hanno una comprimibilità molto limitata.
Coesione e adesione
Coesione è la tendenza per lo stesso tipo di particelle ad essere attratte l'una dall'altra. Questo "bastone" coesivo spiega la tensione superficiale di un liquido. La tensione superficiale può essere considerata una "pelle" molto sottile di particelle che sono più fortemente attratte l'una dall'altra che dalle particelle circostanti.
Finché queste forze di attrazione sono indisturbate, possono essere sorprendentemente forti. Ad esempio, la tensione superficiale dell'acqua è abbastanza grande da sostenere il peso di un insetto. L'acqua è il liquido non metallico più coeso.
Le forze coesive sono maggiori sotto la superficie del liquido, dove le particelle sono attratte l'una dall'altra da tutti i lati. Le particelle sulla superficie sono più fortemente attratte da particelle identiche all'interno del liquido che dall'aria circostante.
Questo spiega la tendenza dei liquidi a formare sfere, la forma con la minore superficie. Quando queste sfere liquide vengono distorte dalla gravità, formano la classica forma a goccia di pioggia.
IL adesione è quando ci sono forze di attrazione tra diversi tipi di particelle. Le particelle in un liquido non solo saranno attratte l'una dall'altra, ma sono generalmente attratte dalle particelle che compongono il contenitore che contiene il liquido.
Le particelle liquide vengono disegnate al di sopra del livello della superficie del liquido ai bordi dove sono in contatto con i lati del contenitore.
La combinazione di forze coesive e adesive significa che sulla superficie della maggior parte dei liquidi esiste una leggera curva concava, nota come menisco. La misurazione più accurata del volume di un liquido in un cilindro graduato si vedrà osservando i segni di volume più vicini al fondo di questo menisco.
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L'adesione è anche responsabile dell'azione capillare quando un liquido viene aspirato in un tubo molto stretto. Un esempio di azione capillare è quando qualcuno preleva un campione di sangue toccando un piccolo tubo di vetro con la goccia di sangue sulla punta di un dito puntato.
Viscosità
La viscosità è una misura di quanto un liquido resiste al flusso libero. Dicono che un liquido che scorre molto lentamente sia più viscoso di un liquido che scorre facilmente e velocemente. Una sostanza con una viscosità bassa è considerata più sottile di una sostanza con una viscosità più elevata, che è generalmente considerata più densa.
Ad esempio, il miele è più viscoso dell'acqua. Il miele è più denso dell'acqua e scorre più lentamente. La viscosità di solito può essere ridotta riscaldando il liquido. Quando vengono riscaldate, le particelle liquide si muovono più velocemente, consentendo al liquido di fluire più facilmente.
Evaporazione
Poiché le particelle in un liquido sono in costante movimento, si scontreranno tra loro e con i lati del contenitore. Tali collisioni trasferiscono energia da una particella all'altra. Quando viene trasferita una quantità sufficiente di energia a una particella sulla superficie del liquido, alla fine supererà la tensione superficiale che la trattiene al resto del liquido.
L'evaporazione si verifica quando le particelle superficiali acquisiscono energia cinetica sufficiente per sfuggire al sistema. Man mano che le particelle più veloci sfuggono, le particelle rimanenti hanno un'energia cinetica media inferiore e la temperatura del liquido si raffredda. Questo fenomeno è noto come raffreddamento evaporativo.
Volatilità
La volatilità può essere pensata come la probabilità che una sostanza venga vaporizzata a temperature normali. La volatilità è una proprietà popolare dei liquidi, ma alcuni solidi altamente volatili possono sublimarsi a temperatura ambiente normale. La sublimazione avviene quando una sostanza passa direttamente dal solido al gas senza passare per lo stato liquido.
Quando un liquido evapora all'interno di un contenitore chiuso, le particelle non possono fuoriuscire dal sistema. Alcune delle particelle evaporate alla fine entreranno in contatto con il liquido rimanente e perderanno la loro energia per condensarsi nuovamente nel liquido. Quando la velocità di evaporazione e la velocità di condensazione sono le stesse, non vi sarà alcuna riduzione netta della quantità di liquido.
La pressione esercitata dall'equilibrio vapore/liquido nel contenitore chiuso è chiamata tensione di vapore. L'aumento della temperatura del sistema chiuso aumenterà la pressione del vapore. Le sostanze con elevate pressioni di vapore possono formare un'elevata concentrazione di particelle di gas sopra il liquido in un sistema chiuso.
Questo può presentare un rischio di incendio se il vapore è infiammabile. Qualsiasi piccola scintilla, anche se scaturita dall'attrito tra le stesse particelle di gas, può essere sufficiente a provocare un incendio catastrofico o addirittura un'esplosione.
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