LÃquido
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LÃquido é um dos os quatro estados fundamentais da matéria (os outros são sólido , gás e plasma ), e é o único estado com um volume definido, mas nenhuma forma fixa. Um lÃquido é constituÃda por pequenas partÃculas de vibração da matéria, tais como os átomos e as moléculas, mantidas juntas por ligações intramoleculares. A água é, de longe, o lÃquido mais comum na Terra. Como um gás, um lÃquido é capaz de fluir e tomar a forma de um recipiente. Alguns lÃquidos resistir à compressão, enquanto outros podem ser comprimidos. Ao contrário de um gás, um lÃquido não se dispersam para preencher todos os espaços de um recipiente, e mantém uma densidade razoavelmente constante. Uma propriedade distintiva de o estado lÃquido é a tensão superficial , o que leva a fenômenos de urina.
A densidade de um lÃquido é geralmente próxima da de um sólido, e muito maior do que num gás. Portanto, lÃquidos e sólidos são ambos denominados matéria condensada . Por outro lado, como lÃquidos e gases compartilham a capacidade de fluxo, que ambos são chamados fluidos. Embora a água lÃquida é abundante na Terra, esse estado da matéria é, na verdade, o menos comum no universo conhecido, porque os lÃquidos necessitam de um intervalo de temperatura / pressão relativamente estreita de existir. Importa mais conhecido no universo é na forma gasosa (com vestÃgios de matéria sólida detectável) como nuvens interestelares ou na forma de plasma dentro das estrelas.
Introdução
LÃquido é um dos três principais estados da matéria, com os outros são sólidos e gás . Um lÃquido é um fluido. Ao contrário de um sólido, as moléculas de um lÃquido tem uma muito maior liberdade de movimento. As forças que se ligam as moléculas em conjunto na forma de um sólido são apenas temporários num lÃquido, permitindo que um lÃquido a fluir, enquanto um sólido permanece rÃgida.
Um lÃquido, tal como um gás, mostra as propriedades de um fluido. Um lÃquido pode fluir, assumir a forma de um recipiente, e, se for colocado num recipiente selado, vai distribuir a pressão aplicada uniformemente a todas as superfÃcies do recipiente. Ao contrário de um gás, um lÃquido pode nem sempre misturar facilmente com outro lÃquido, nem sempre vai preencher todo o espaço no recipiente, formando a sua própria superfÃcie, e não irá comprimir significativamente, excepto sob pressões extremamente elevadas. Estas propriedades fazem com que um lÃquido adequado para aplicações, tais como hidráulica.
PartÃculas lÃquidas estão vinculados com firmeza, mas não de forma rÃgida. Eles são capazes de se movimentar livremente entre si, resultando em um grau limitado de mobilidade das partÃculas. À medida que as temperaturas aumentam, o aumento das vibrações das moléculas faz com que as distâncias entre as moléculas de aumentar. Quando um lÃquido atinge o seu ponto de ebulição , as forças de coesão das moléculas que se ligam estreitamente quebrar, e as alterações lÃquido para estado gasoso (a menos sobreaquecimento ocorre). Se a temperatura é reduzida, as distâncias entre as moléculas tornam-se menores. Quando o lÃquido atinge o seu ponto de congelamento das moléculas normalmente irá travar em uma ordem muito especÃfica, chamada de cristalização, e os laços entre eles tornam-se mais rÃgida, mudando o lÃquido em seu estado sólido (a menos supercooling ocorre).
Exemplos
Apenas dois elementos são lÃquidos à condições normais de temperatura e pressão: mercúrio e bromo . Mais quatro elementos têm pontos de fusão ligeiramente acima temperatura ambiente: francium , césio , gálio e rubÃdio . Ligas metálicas que são lÃquidos à temperatura ambiente incluem NaK, uma liga de metal de sódio e potássio, galinstan, uma liga fusÃvel lÃquido, e alguns amálgamas (ligas envolvendo mercúrio).
As substâncias puras que são lÃquidos em condições normais incluem água , etanol e muitos outros solventes orgânicos. A água lÃquida é de vital importância para a quÃmica ea biologia; Acredita-se ser uma necessidade para a existência de vida .
LÃquidos diários importantes incluem aquosas soluções como o agregado familiar lixÃvia, outro misturas de diferentes substâncias, tais como óleo mineral e gasolina, emulsões como vinagrete ou maionese, suspensões, como sangue , e colóides como pintar e leite .
Muitos gases pode ser liquefeito por arrefecimento, produzindo lÃquidos, tais como oxigénio lÃquido, azoto lÃquido, hidrogênio lÃquido e hélio lÃquido. Nem todos os gases podem ser liquefeito à pressão atmosférica, por exemplo, dióxido de carbono só pode ser liquefeito a pressões acima de 5.1 atm.
Alguns materiais não podem ser classificadas dentro dos clássicos três estados da matéria; eles possuem propriedades semelhantes sólidos e lÃquido-como. Exemplos incluem cristais lÃquidos , utilizados em monitores LCD, e membranas biológicas.
Aplicações
Os lÃquidos têm uma variedade de utilizações, como lubrificantes, solventes e agentes de refrigeração. Em sistemas hidráulicos, o lÃquido é utilizado para transmitir potência.
Em tribologia, lÃquidos são estudadas por suas propriedades como lubrificantes. Lubrificantes, tais como óleo são escolhidos para caracterÃsticas de viscosidade e de escoamento que são adequados ao longo do A temperatura de operação do componente. Os óleos são muitas vezes utilizados em motores, caixas de velocidades, metalmecânica e sistemas hidráulicos para suas boas propriedades de lubrificação.
Muitos lÃquidos são usados como solventes , para dissolver outros lÃquidos ou sólidos. As soluções são encontrados numa ampla variedade de aplicações, incluindo tintas, selantes, e adesivos. Nafta e acetona são usados com freqüência na indústria para limpar o óleo, graxa e alcatrão a partir de peças e máquinas. Os fluidos corporais são soluções à base de água.
Os surfactantes são comumente encontrados em sabonetes e detergentes. Solventes como álcool são muitas vezes utilizados como antimicrobianos. Eles são encontrados em cosméticos, tintas e lÃquidos lasers de corante. Eles são utilizados na indústria alimentar, em processos tais como a extracção de óleo vegetal.
LÃquidos tendem a ter melhor condutividade térmica que não sejam gases, e a capacidade de fluir torna um lÃquido adequado para remover o excesso de calor a partir de componentes mecânicos. O calor pode ser removido através da canalização do lÃquido através de um permutador de calor, tal como um radiador, ou o calor pode ser removido com o lÃquido durante evaporação. Ã?gua ou agentes de refrigeração de glicol são usadas para manter motores de superaquecimento. Os lÃquidos de arrefecimento utilizados em reactores nucleares incluem água ou lÃquidos metais, tais como de sódio ou de bismuto . Filmes propulsores lÃquidos são usados para resfriar as câmaras de impulso de foguetes. Em usinagem, a água e os óleos são utilizados para remover o excesso de calor gerado, o qual pode rapidamente arruinar tanto a peça de trabalho e a ferramenta. Durante transpiração, o suor remove o calor do corpo humano por evaporação. No de aquecimento, ventilação e ar indústria-condicionado (HVAC), lÃquidos tais como a água são usados para transferir calor a partir de uma zona para outra.
LÃquido é o componente primário de sistemas hidráulicos, que se aproveitam de A lei de Pascal para fornecer energia fluida. Os dispositivos tais como bombas e rodas de água foram utilizados para alterar o movimento de lÃquido para trabalho mecânico desde os tempos antigos. Os óleos são forçados através bombas hidráulicas, que transmitem essa força para cilindros hidráulicos. Hidráulica podem ser encontradas em muitas aplicações, tais como freios automotivos e transmissões, equipamento pesado, e os sistemas de controle do avião. Vário prensas hidráulicas são usados extensivamente em reparação e fabricação, para a elevação, premir ou apertar e formando.
Os lÃquidos são por vezes usados em dispositivos de medição. A termómetro utiliza muitas vezes a de expansão térmica de lÃquidos, tais como mercúrio , combinado com a sua capacidade para fluir para indicar a temperatura. A manómetro utiliza o peso do lÃquido para indicar pressão do ar.
Propriedades mecânicas
Volume
As quantidades de lÃquidos são geralmente medidos em unidades de volume de . Estes incluem o Unidade SI metro cúbico (m 3) e as suas divisões, em especial o decÃmetro cúbico, mais comumente chamados a litro (1 dm 3 1 = G = 0,001 m 3), e o centÃmetro cúbico, também chamado mililitro (1 cm3 = 1 mL = 0,001 L = 10 -6 m 3).
O volume de uma quantidade de lÃquido é fixado pela sua temperatura e pressão. LÃquidos geralmente expandem quando aquecidos, e contraem quando resfriado. Ã?gua entre 0 ° C e 4 ° C é uma notável exceção. Os lÃquidos têm pouco compressibilidade: água, por exemplo, requer uma pressão da ordem de 200 bar, para aumentar a sua densidade por 1/1000. No estudo de dinâmica de fluidos, lÃquidos são muitas vezes tratadas como incompressÃvel, especialmente quando se estuda fluxo incompressÃvel.
Pressão e impulsão hidrostática
Em um campo gravitacional, lÃquidos exercem pressão sobre os lados de um recipiente, bem como em qualquer coisa no interior do próprio lÃquido. Esta pressão é transmitida em todas as direcções e aumenta com a profundidade. Se um lÃquido está em repouso num campo gravitacional uniforme, a pressão, p, a qualquer profundidade, z, é dada pela
onde:
é a densidade do lÃquido (assumida constante) 
é a aceleração da gravidade .
Note-se que esta fórmula assume que a pressão na superfÃcie livre é zero, e que a tensão superficial efeitos podem ser negligenciadas.
Objetos imersos em lÃquidos estão sujeitos ao fenómeno da flutuabilidade. (Flutuabilidade também é observada em outros fluidos, mas é especialmente forte em lÃquidos devido à sua elevada densidade).
SuperfÃcies
A menos que o volume de um lÃquido corresponde exactamente ao volume de seu recipiente, uma ou mais superfÃcies são observados. A superfÃcie de um lÃquido comporta-se como uma membrana elástica em que a tensão superficial aparece, permitindo a formação de e cai bolhas. As ondas de superfÃcie, acção capilar, molhagem, e ondulações são outras consequências da tensão superficial .
Fluxo
Medidas de viscosidade a resistência de um lÃquido que está a ser deformada ou por tensão de corte ou esforço extensional.
Quando um lÃquido é sobrearrefecido para o de transição vÃtrea, a viscosidade aumenta drasticamente! O lÃquido torna-se então um meio visco-elástico que mostra tanto o elasticidade de um sólido e a fluidez de um lÃquido, de acordo com a escala de tempo de observação ou sobre a frequência de perturbação.
Propagação do som
Em um fluido a única não nula rigidez é a deformação volumétrica (um fluido que não sustenta a forças de corte). Por conseguinte, a velocidade do som num fluido é dada pela 
onde K é a módulo de volume do fluido, e a densidade ρ. Para dar um valor tÃpico, em água fresca c = 1,497 m / s a 25 ° C.
Termodinâmica
As transições de fase
A uma temperatura abaixo do ponto de ebulição , qualquer matéria em forma lÃquida, evapora-se até que a condensação do gás acima chegar a um equilÃbrio. Neste ponto, o gás condensará na mesma taxa como o lÃquido evapora. Assim, um lÃquido não pode existir permanentemente se o lÃquido evaporado é continuamente removido. Um lÃquido no seu ponto de ebulição evapora-se mais depressa do que o gás pode condensar com a pressão actual. Um lÃquido a ou acima do seu ponto de ebulição irá normalmente ferver, embora sobreaquecimento pode impedir que este, em determinadas circunstâncias.
A uma temperatura abaixo do ponto de congelação, um lÃquido tenderá a cristalizar, alterando a sua forma sólida. Ao contrário da transição para o gás, não há equilÃbrio a essa transição sob pressão constante, de modo a menos sobrearrefecimento ocorre, o lÃquido será eventualmente cristalizar completamente. Note que isto só é verdade sob constante pressão, então por exemplo, água e gelo em um recipiente fechado, forte pode chegar a um equilÃbrio, onde ambas as fases coexistem. Para a transição em frente de sólido para lÃquido, ver fusão.
Soluções
Os lÃquidos podem exibir imiscibilidade. A mistura mais familiar de dois lÃquidos imiscÃveis na vida cotidiana é o óleo vegetal e água na Salada italiana. Um conjunto familiar de lÃquidos miscÃveis é água e álcool. Componentes lÃquidos em uma mistura pode muitas vezes ser separados um do outro através destilação fraccionada.
Propriedades microscópicas
Fator de estrutura estática
Em um lÃquido, átomos não formam uma rede cristalina, nem demonstram qualquer outra forma de ordem de longo alcance. Isto é evidenciado pela ausência de Bragg picos em De raios-X e difração de nêutrons. Sob condições normais, o padrão de difracção tem uma simetria circular, expressando o isotropia do lÃquido. Na direcção radial, a intensidade de difracção suavemente oscila. Este é normalmente descrita pela factor de estrutura estática S (q), com o número de onda q = (4π / λ) sinθ dada pelo comprimento de onda λ da sonda (de fotões ou de neutrões) e o Bragg θ ângulo. As oscilações de S (q) expressar o fim próximo do lÃquido, isto é, as correlações entre um átomo e algumas conchas de mais perto, segundo mais próximo, ... vizinhos.
Uma descrição mais intuitiva destas correlações é dada pela função de distribuição g radial (r), que é basicamente o Transformada de Fourier de S (q). Ela representa uma média espacial de um instantâneo temporal correlações de pares no lÃquido.
Dispersão de som e relaxamento estrutural
A expressão acima para a velocidade do som contém o K módulo de volume. Se K é independente da frequência, em seguida, o lÃquido se comporta como um forma linear, de modo que o som se propaga sem dissipação e sem modo de acoplamento. Na realidade, qualquer lÃquido mostra alguns dispersão: com freqüência crescente, K cruza da, como limite lÃquida de baixa frequência 
para o de alta frequência, como limite sólido- 
. Nos lÃquidos normais, a maior parte desta cruz sobre ocorre em freqüências entre GHz e THz, chamado à s vezes hiper-som.
Em freqüências sub-GHz, um lÃquido normal não pode sustentar ondas de corte: o limite da frequência zero- módulo de cisalhamento é 
. Isso à s vezes é visto como a propriedade definidora de um lÃquido. No entanto, assim como a maior módulo K, o módulo de cisalhamento G é dependente da freqüência, e em freqüências Hypersound ele mostra uma cruz semelhante ao longo do limite como lÃquido- 
para um diferente de zero limite do tipo sólido, 
.
De acordo com Kramers-Kronig relação, a dispersão da velocidade de som (dada por a parte real de K ou L) vai, juntamente com um máximo na atenuação do som (dissipação, dada por a parte imaginária de K ou L). Conforme teoria de resposta linear, transformada de Fourier de K ou L descreve como o sistema volta ao equilÃbrio após uma perturbação externa; Por esta razão, o passo de dispersão na região de GHz..THz também é chamado relaxamento estrutural. De acordo com o flutuação-dissipação teorema, relaxamento para o equilÃbrio está intimamente ligada a flutuações no equilÃbrio. As flutuações de densidade associados com as ondas sonoras pode ser observado experimentalmente pela Espalhamento de Brillouin.
Em supercooling um lÃquido para a transição de vidro, o crossover de lÃquido semelhante aos movimentos de resposta solid-como de GHz para MHz, kHz, Hz, ...; equivalentemente, o tempo caracterÃstico de aumentos de relaxamento estruturais de ns para microsiemens, ms, s, ... Esta é a explicação microscópica para o comportamento visco-elástico, acima referida, lÃquidos de formação de vidro.
Efeitos da associação
Os mecanismos de atômica / molecular difusão (ou deslocamento de partÃcula) em sólidos estão intimamente relacionados com os mecanismos de fluxo viscoso e solidificação em materiais lÃquidos. Descrições de viscosidade molecular em termos de "espaço livre" dentro do lÃquido foram modificados, conforme necessário, a fim de explicar lÃquidos cujas moléculas são conhecidas por serem "associado", no estado lÃquido a temperaturas normais. Quando várias moléculas se combinam para formar uma molécula associada, encerram dentro de um sistema semi-rÃgida de uma certa quantidade de espaço que antes estava disponÃvel como espaço livre para as moléculas celulares. Assim, o aumento da viscosidade quando do arrefecimento, devido à tendência da maior parte das substâncias para tornar associado ao arrefecer.
Argumentos semelhantes poderiam ser usadas para descrever os efeitos da pressão sobre a viscosidade, em que pode ser assumido que a viscosidade é uma função principalmente do volume para lÃquidos com um finito compressibilidade. Por conseguinte, é esperado um aumento da viscosidade com o aumento da pressão. Além disso, se o volume for expandido por acção do calor, mas por pressão reduzida mais uma vez, a viscosidade permanece a mesma.
A tendência local para orientação de moléculas em pequenos grupos empresta o lÃquido (como referido anteriormente), um certo grau de associação. Esta associação resulta numa considerável "pressão interna" dentro de um lÃquido, o qual é devido quase inteiramente para aquelas moléculas que, por causa das suas baixas velocidades temporárias (seguindo a distribuição de Maxwell) se aglutinaram com outras moléculas. A pressão interna entre várias dessas moléculas que podem corresponder a entre um grupo de moléculas sob a forma sólida.
