Siła spójności

Co to są siły spójności?

Plik siły spójności są to międzycząsteczkowe siły przyciągania, które trzymają cząsteczki razem. W zależności od intensywności sił kohezji substancja jest w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Wartość sił kohezji jest nieodłączną właściwością każdej substancji.

Ta właściwość jest związana z kształtem i strukturą cząsteczek każdej substancji. Ważną cechą sił kohezji jest to, że szybko maleją wraz ze wzrostem odległości. Następnie siły kohezji nazywane są siłami przyciągania, które występują między cząsteczkami tej samej substancji.

Plik siły odpychające to te, które wynikają z energii kinetycznej (energii wynikającej z ruchu) cząstek. Ta energia powoduje, że cząsteczki są w ciągłym ruchu. Intensywność tego ruchu jest wprost proporcjonalna do temperatury, w której znajduje się substancja..

Aby spowodować zmianę stanu substancji, konieczne jest podniesienie jej temperatury poprzez przenoszenie ciepła. Powoduje to wzrost odpychających sił substancji, co w przypadku może skończyć się przy założeniu, że nastąpi zmiana stanu..

Z drugiej strony ważne i konieczne jest rozróżnienie spójność i przyczepność:

• Kohezja wynika z sił przyciągania, które występują między sąsiednimi cząstkami tej samej substancji.
• Adhezja jest wynikiem interakcji zachodzącej między powierzchniami różnych substancji lub ciał.

Te dwie siły wydają się być powiązane w różnych zjawiskach fizycznych, które mają wpływ na ciecze, więc dobre zrozumienie obu jest ważne..

Siły kohezji w ciałach stałych, cieczach i gazach

W ciałach stałych

Generalnie w ciałach stałych siły kohezji są bardzo duże i występują intensywnie w trzech kierunkach przestrzeni..

W ten sposób, jeśli siła zewnętrzna jest przyłożona do ciała stałego, zachodzą tylko niewielkie przemieszczenia cząsteczek względem siebie..

Ponadto, gdy siła zewnętrzna zanika, siły kohezji są wystarczająco silne, aby przywrócić cząsteczki do ich pierwotnej pozycji, przywracając pozycję przed przyłożeniem siły..

W płynach

Wręcz przeciwnie, w cieczach siły kohezji są wysokie tylko w dwóch kierunkach przestrzennych, podczas gdy między warstwami płynu są bardzo słabe..

Tak więc, gdy siła jest przyłożona w kierunku stycznym do cieczy, siła ta zrywa słabe wiązania między warstwami. Powoduje to, że warstwy cieczy ślizgają się po sobie..

Później, gdy przyłożenie siły jest zakończone, siły kohezji nie mają wystarczającej siły, aby przywrócić cząsteczki cieczy do ich pierwotnego położenia..

Ponadto kohezja w cieczach jest również odzwierciedlona w napięciu powierzchniowym, spowodowanym niezrównoważoną siłą skierowaną do wnętrza cieczy, działającą na cząsteczki powierzchniowe..

Podobnie, kohezję obserwuje się również, gdy następuje przejście ze stanu ciekłego do stanu stałego, w wyniku działania kompresji cząsteczek cieczy..

W gazach

W gazach siły kohezji są pomijalne. W ten sposób cząsteczki gazu są w ciągłym ruchu, ponieważ w ich przypadku siły kohezji nie są w stanie utrzymać ich razem..

Z tego powodu w gazach siły kohezji można ocenić tylko wtedy, gdy zachodzi proces skraplania, który zachodzi, gdy cząsteczki gazu są sprężane, a siły przyciągania są wystarczająco silne, aby spowodować przejście stanu gazowego do stanu ciekłego..

Przykłady sił spójności

Siły kohezji często łączą się z siłami adhezji, powodując pewne zjawiska fizyczne i chemiczne.

Na przykład siły kohezji wraz z siłami adhezji wyjaśniają niektóre z najczęstszych zjawisk zachodzących w cieczach; jest przypadkiem menisku, napięcia powierzchniowego i kapilarności.

Dlatego w przypadku cieczy konieczne jest rozróżnienie sił kohezji, które występują między cząsteczkami tej samej cieczy; oraz adhezji, która zachodzi między cząsteczkami cieczy i ciała stałego.

Napięcie powierzchniowe

Napięcie powierzchniowe to siła, która występuje stycznie i na jednostkę długości na krawędzi swobodnej powierzchni cieczy, która jest w równowadze. Siła ta obkurcza powierzchnię cieczy.

Ostatecznie napięcie powierzchniowe występuje, ponieważ siły w cząsteczkach cieczy są inne na powierzchni cieczy niż w jej wnętrzu..

Menisk

Menisk to krzywizna, która powstaje na powierzchni cieczy, gdy są one zamknięte w pojemniku. Ta krzywa jest wytwarzana przez wpływ, jaki powierzchnia pojemnika, który ją zawiera, wywiera na ciecz..

Krzywa może być wypukła lub wklęsła, w zależności od tego, czy siły między cząsteczkami cieczy i pojemnika są atrakcyjne - jak w przypadku wody i szkła - czy też odpychają, jak ma to miejsce w przypadku rtęci i szkła..

Kapilarność

Kapilarność to właściwość płynów, która umożliwia im wznoszenie się lub opadanie przez rurkę kapilarną. Jest to właściwość, która częściowo pozwala na podniesienie się wody wewnątrz roślin.

Ciecz unosi się w górę kapilary, gdy siły kohezji są mniejsze niż siły adhezji między cieczą a ściankami rurki. W ten sposób ciecz będzie nadal rosła, aż wartość napięcia powierzchniowego zrówna się z wagą cieczy zawartej w rurce kapilarnej..

Wręcz przeciwnie, jeśli siły kohezji są większe niż siły adhezji, napięcie powierzchniowe obniży ciecz, a jej powierzchnia będzie wypukła..

Bibliografia

1. Kohezja (chemia) (b.d.). W Wikipedii. Odzyskany z en.wikipedia.org.
2. Napięcie powierzchniowe (b.d.). W Wikipedii. Odzyskany z en.wikipedia.org.
3. Kapilarność (b.d.). W Wikipedii. Odzyskany z es.wikipedia.org.
4. Ira N. Levine; „Fizykochemia” Tom 1; Piąta edycja; 2004; Mc Graw Hillm.
5. Moore, John W.; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. (2005). Chemia: nauki molekularne. Belmont, Kalifornia: Brooks / Cole.
6. Biały, Harvey E. (1948). Nowoczesna fizyka akademicka. van Nostrand.