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Tipo: Apuntes
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En primer lugar diremos que el estado líquido resulta cuando las condiciones son tales que la energía de atracción entre las moléculas excede el valor de su propia energía cinética de traslación. Esto, se logra cuando las moléculas se aprietan tanto ( aumento presión ) que se aumenta la energía de atracción entre estas ó también cuando se baja la temperatura de las sustancias, con lo cual se disminuye la energía cinética de las moléculas.
Sobre esta base teórica, se puede imaginar la superficie de un líquido como una capa de moléculas situadas en la superficie , donde cada una de estas moléculas se encuentra ligada a las moléculas que se encuentran debajo de estas , por efecto de las fuerzas atractivas existentes entre estas moléculas. Se podría retirar estas moléculas superficiales del seno del líquido, cómo? disminuyendo las fuerzas atractivas: evaporización. La operación contraria, llamada condensación es cuando se incrementa las fuerzas atractivas entre las moléculas. Cualquiera de estas operaciones se logra variando la presión o la temperatura.
Equilibrio líquido-vapor en sustancia pura Esta operación se llama vaporización y obedece a la expresión 𝒅𝑷 𝒅𝑻
∶ Ecuación de Clapeyron Considerando el equilibrio: líquido ⇆ vapor 𝒅𝑷 𝒅𝑻
Donde Δh𝑉 y Δ𝑣𝑉 son la entalpía o calor de vaporización y la variación del volumen en la vaporización por unidad de masa. Se puede deducir: 𝒗vapor − 𝒗líquido = 𝚫𝒗𝑽 Considerando que el volumen por mol de una fase condensada (líquida) es insignificante frente al volumen por mol de la fase vapor, tendremos: 𝚫𝒗𝑽 = 𝒗𝐯𝐚𝐩𝐨𝐫 Considerando al vapapor como un gas ideal, tendremos Δ𝑣 =
Luego en la ecuación
La gráfica de 𝑳𝒏 𝑷 = − 𝑨 𝑻
𝚫𝐡𝑽 𝑹𝑻𝟐^ 𝒅𝑻 en forma definida será: 𝐋𝐧 𝑷𝟐 𝑷𝟏
𝚫𝐡𝑽 𝑹 𝟏 𝑻𝟐
𝟏 𝑻𝟏
𝚫𝐡𝑽 𝑹 𝑻𝟐−𝑻𝟏 𝑻𝟐𝑻𝟏 Esta expresión relaciona la presión (P) en función de la temperatura (T).
Veamos una molécula que se encuentre en el seno del líquido. Ésta se encuentra totalmente rodeada de otras moléculas. Esta molécula interacciona con todas las moléculas de su alrededor de tal manera que el efecto resultante es CERO. Ahora, observemos una molécula en la superficie del líquido, vemos que se produce interacciones de nuestra molécula con las moléculas que se encuentran en el líquido, resultando una acción de atracción neta hacia el centro del líquido. Consecuencia: Las moléculas superficiales se encuentran TENSIONADAS (dando la impresión de estar cubiertas por una membrana invisible hacia el interior del líquido) y para disipar esta tensión tienden a formar un área lo más pequeña posible: ESFERA.
La tensión superficial se mide, por la energía contenida en la superficie de un líquido, energía que es consecuencia de la distribución asimétrica de las fuerzas de cohesión en la misma. 𝛾 = 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝛾 =
2
2 𝛾 = 𝑁. 𝑚 − 1 𝑒𝑛 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑆. 𝐼 𝛾 = 𝑑𝑖𝑛𝑎. 𝑐𝑚 − 1 𝑒𝑛 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑐. 𝑔. 𝑠. 1
3
2 do .- Si las fuerzas cohesivas (entre moléculas) superan a las fuerzas adhesivas (entre el líquido y las paredes del capilar) entonces el ángulo 𝜃 que se forma en la interfase líquido-vapor pertenece al intervalo ( 90 ° a 180 °) entonces el líquido no mojará las paredes y no sube , mas bien baja: caso del Hg.
