Líquidos E Sólidos

Sumário

1. Introdução

2. Líquidos

3. Sólidos

4. Propriedades dos Líquidos e Sólidos

4.1. Teoria do Estado Líquido

4.2. Viscosidade

4.3. Tensão Superficial

4.4. Dilatação Térmica

4.5. Ponto de Fusão, Ponto de Ebulição e Ponto de Sublimação

4.6. Pressão de Vapor

4.7. Elasticidade e Viscosidade

4.8. Forças Intermoleculares

4.9. Reologia

5. Regras de Trouton

6. Conclusão

7. Referências bibliográficas

LÍQUIDOS E SÓLIDOS

1. Introdução

As moléculas que formam as substâncias se atraem reciprocamente sob a ação de forças de intensidade variável. Em certas condições físicas, tais forças impedem o livre deslocamento das moléculas e o corpo por elas constituído atinge o estado sólido. Se, no entanto, o deslocamento ocorre, a matéria atinge um estado de transição entre o sólido e o gasoso chamado líquido, que é o padrão intermediário entre os estados de agregação da matéria.

Nos líquidos temos uma situação intermédia; a distância entre os átomos é intermédia entre gases e sólidos, embora mais semelhante à dos sólidos; a mobilidade e velocidade dos átomos também são intermédias; maior mobilidade que nos sólidos e menor mobilidade e velocidade do que nos gases. A intensidade das forças que os unem é também intermédia.

Nos sólidos a distância entre os átomos é a menor possível, havendo assim muitos átomos para um dado volume e pouco espaço livre entre eles. Os átomos agitam-se pouco porque têm pouco espaço. Estão muito próximos e exercem entre si forças de atração muito forte que os mantêm juntos.

A natureza de um sólido depende do tipo de forças que mantém os átomos, íons ou moléculas juntos. A maioria das coisas que nos rodeia são sólidas, a exemplo de roupas, móveis, veículos, entre outros. Mesmo com os microscópios mais potentes, não podemos ver os átomos individuais que compõem a superfície de um sólido. Enfim, este trabalho descreve resumidamente as propriedades dos líquidos e sólidos.

2. Líquidos

A estrutura e propriedades dos líquidos são em grande parte determinadas pelas forças intermoleculares. Algumas das propriedades importantes dos líquidos são a sua tensão superficial, viscosidade e pressão de vapor.

Líquido é um fluido que sofre a ação de forças de coesão pouco intensas e se adapta ao recipiente que o contém, embora não possa expandir-se indefinidamente. Em condições normais, o sólido transforma-se em líquido quando absorve calor até atingir o ponto de fusão. A densidade do líquido é em geral pouco menor que a do sólido e a fusão se dá, normalmente, com aumento de volume. Existem, no entanto, substâncias como o gelo e alguns compostos de gálio, germânio, silício e bismuto que se contraem no processo de fusão.

A figura seguinte mostra a variação da pressão de vapor de vários líquidos com a temperatura.

Figura 1. Pressão de vapor e temperaturas de ebulição normais para vários líquidos.

3. Sólidos

Segundo a distribuição espacial dos átomos, moléculas ou íons, os sólidos podem ser classificados em cristalinos e amorfos.

Os cristalinos são compostos por átomos, moléculas ou íons arranjados de uma forma periódica em três dimensões. As posições ocupadas seguem uma ordenação que se repete para grandes distâncias atômicas (de longo alcance). Porção homogênea de matéria com estrutura atômica ordenada e definida e com forma externa limitada por superfícies planas e uniformes, simetricamente dispostas. Os cristais formam-se quando um líquido torna-se lentamente um sólido. Esta formação pode resultar do congelamento do depósito de matéria dissolvida ou da condensação direta de um gás em um sólido. O estudo do crescimento, forma e geometria dos cristais chama-se cristalografia. Existem seis sistemas cristalinos, caracterizados pelo comprimento e posição de seus eixos (linhas imaginárias que passam pelo centro do cristal e interceptam as faces, definindo relações de simetria no cristal). Os minerais de cada sistema dividem algumas características de simetria e forma cristalina, assim como muitas propriedades ópticas importantes.

Os amorfos são compostos por átomos, moléculas ou íons que não apresentam uma ordenação de longo alcance. Podem apresentar ordenação de curto alcance.

Figura 2. Estrutura da água no estado sólido.

Os sólidos podem ser de vários tipos. Os metálicos são cátions mantidos unidos por um mar de elétrons, os iônicos são construídos pela atração mútua de cátions e íons, os sólidos reticulares são átomos ligados covalentemente, os sólidos moleculares são moléculas mantidas por forças intermoleculares e os cristais são átomos empilhados em arranjos regulares (padrão característico do elemento).

O arranjo dos átomos íons e moléculas dentro de um cristal são chamados de difração de raios-X.

4. Propriedades dos Líquidos e Sólidos

A variação da temperatura da matéria ocasiona os fenômenos conhecidos como mudanças nos estados de agregação. Os fenômenos relacionados ao estado líquido são: fusão (passagem de sólido a líquido), solidificação (processo inverso), vaporização (passagem do estado líquido ao gasoso) por ebulição ou evaporação e condensação (passagem do estado gasoso a líquido). O ponto de fusão, ou seja, temperatura em que ocorre a passagem de sólido a líquido, é um valor específico e constante para cada substância, embora variável em função da pressão externa.

Segue abaixo as transições de