Lichide

 (Formarea unei picături sferice de apă lichidă minimizează suprafața, care este rezultatul natural al tensiunii de suprafață în lichide.)

Un lichid este un fluid aproape incompresibil care ia forma recipientului său, dar păstrează un volum (aproape) constant independent de presiune. Ca atare, este una dintre cele patru stări fundamentale ale materiei (celelalte fiind solidă, gaz și plasmă) și este singura stare cu un volum clar dar fără formă fixă. Un lichid este format din mici particule vibrante de materie, precum atomii, care sunt ținute împreună prin legături intermoleculare. Apa este, de departe, cel mai comun lichid pe Pământ. Ca și gazul, lichidul este capabil să curgă și să ia forma unui recipient. Majoritatea lichidelor rezistă la compresie, deși altele pot fi comprimate. Spre deosebire de gaz, lichidul nu se dispersează pentru a umple fiecare spațiu al unui container și menține o densitate destul de constantă. O proprietate distinctă a stării lichide este tensiunea superficială, ceea ce duce la fenomenul de umectare.

Densitatea unui lichid este, de obicei, aproape de cea a unui solid și mult mai mare decât în ​​cazul unui gaz. Prin urmare, lichidul și solidul sunt ambele denumite materie condensată. Pe de altă parte, deoarece lichidele și gazele împărtășesc capacitatea de a curge, ambele sunt numite fluide. Deși apa lichidă este abundentă pe Pământ, această stare de materie este, de fapt, cea mai puțin comună în universul cunoscut, deoarece lichidele necesită un interval de temperatură/presiune relativ îngust pentru a exista. Cea mai cunoscută materie din univers este în formă gazoasă (cu urme de materie solidă detectabilă) ca nori interstelari sau sub formă de plasmă în interiorul stelelor.

Spre deosebire de un solid, moleculele dintr-un lichid au o libertate mult mai mare de a se deplasa. Forțele care leagă moleculele împreună într-un solid sunt doar temporare într-un lichid, permițând unui lichid să curgă în timp ce un solid rămâne rigid.

Un lichid poate curge, ia forma unui container și, dacă este plasat într-un container etanș, va distribui presiunea aplicată uniform pe fiecare suprafață din recipient. Dacă lichidul este plasat într-o pungă, acesta poate fi deformată în orice formă. Spre deosebire de gaz, lichidul este aproape incompresibil, ocupă aproape un volum constant pe o gamă largă de presiuni; în general, nu se extinde pentru a umple spațiul disponibil într-un container, ci își formează suprafața proprie și poate să nu se amestece întotdeauna ușor cu un alt lichid. Aceste proprietăți fac lichidul adecvat pentru aplicații precum hidraulica.

Particulele lichide sunt legate ferm, dar nu rigid. Ele sunt capabile să se miște reciproc în mod liber, ducând la un grad limitat de mobilitate a particulelor. Pe măsură ce crește temperatura, vibrațiile crescute ale moleculelor determină creșterea distanțelor dintre molecule. Atunci când un lichid atinge punctul de fierbere, forțele coezive care leagă moleculele scad mult, și lichidul se schimbă în starea sa gazoasă (dacă nu apare supraîncălzirea). Dacă temperatura este scăzută, distanțele dintre molecule devin mai mici. Atunci când lichidul ajunge la punctul de congelare, moleculele se vor închide, de obicei într-o ordine foarte specifică, numită cristalizare, iar legăturile dintre ele devin mai rigide, schimbând starea lichidului în solidă (dacă nu apare suprarăcirea).

Doar două elemente sunt lichide în condiții standard de temperatură și presiune: mercur și brom. Alte patru elemente au puncte de topire puțin peste temperatura camerei: franciu, cesiu, galiu și rubidiu. Aliajele metalice care sunt lichide la temperatura camerei includ NaK, un aliaj metalic de sodiu-potasiu, galinstan, un lichid fuzibil din aliaj, și unele amalgame (aliaje care implică mercur).

Substanțele pure care sunt lichide în condiții normale includ apă, etanol și mulți alți solvenți organici. Apa lichidă are o importanță vitală în chimie și biologie; este o necesitate pentru existența vieții.

Lichidele anorganice includ apa, magma, solvenți anorganici neapoși și mulți acizi.

Lichide importante de zi cu zi includ soluții apoase cum ar fi înălbitorul de uz casnic, alte amestecuri de substanțe diferite precum uleiuri minerale și benzină, emulsii cum ar fi amestecuri de uleiuri cu acizi sau maioneza, suspensii precum sânge și coloizi cum ar fi vopseaua și laptele.

Multe gaze pot fi lichefiate prin răcire, producând lichide cum ar fi oxigen lichid, azot lichid, hidrogen lichid și heliu lichid. Nu toate gazele pot fi lichefiate la presiune atmosferică, de exemplu dioxidul de carbon poate fi lichefiat numai la presiuni de peste 5,1 atm.

Unele materiale nu pot fi clasificate în cele trei stări clasice ale materiei; ele au proprietăți simultane asemănătoare solidelor și lichidelor. Exemplele includ cristale lichide, utilizate în afișaje LCD, și membrane biologice.

Aplicații

Lichidele au o varietate de utilizări, ca lubrifianți, solvenți și lichide de răcire. În sistemele hidraulice, lichidul este utilizat pentru a transmite puterea.

În tribologie, lichidele sunt studiate pentru proprietățile lor ca lubrifianți. Lubrifianții, cum ar fi uleiul, sunt aleși pentru caracteristicile de vîscozitate și debit care sunt adecvate în întreaga gamă de temperatură de funcționare a componentei. Uleiul este adesea utilizat în motoare, cutii de viteze, prelucrarea metalelor și sisteme hidraulice pentru proprietățile bune de lubrifiere.

Multe lichide sunt utilizate ca solvenți, pentru a dizolva alte lichide sau solide. Soluțiile se găsesc într-o mare varietate de aplicații, inclusiv vopsele, agenți de etanșare și adezivi. Nafta și acetona sunt utilizate frecvent în industrie pentru a curăța petrolul, grăsimea și gudronul de la componente și mașini. Fluidele corporale sunt soluții bazate pe apă.

Agenții tensioactivi se găsesc frecvent în săpunuri și detergenți. Solvenți precum alcoolul sunt adesea utilizați ca antimicrobieni. Acestea se găsesc în cosmetice, cerneluri și lasere pentru coloranți lichizi. Acestea sunt utilizate în industria alimentară, în procese precum extracția uleiului vegetal.

Lichidele au tendința de a avea o conductivitate termică mai bună decât gazele, iar capacitatea de a curge face lichidul adecvat pentru îndepărtarea excesului de căldură din componentele mecanice. Căldura poate fi îndepărtată prin canalizarea lichidului printr-un schimbător de căldură, cum ar fi un radiator, sau căldura poate fi îndepărtată cu lichidul în timpul evaporării. Apa sau lichidul de răcire glicol sunt folosite pentru a menține motoarele departe de supraîncălzire. Răcitorii utilizați în reactoarele nucleare includ apă sau metale lichide, cum ar fi sodiu sau bismut. Filmele de propulsie lichidă sunt utilizate pentru răcirea camerelor de împingere ale rachetelor. În procesul de prelucrare, apa și uleiurile sunt utilizate pentru a elimina excesul de căldură generat, care poate distruge rapid atât piesa de lucru, cât și sculele. În timpul transpirației, transpirația îndepărtează căldura din corpul uman prin evaporare. În industria de încălzire, ventilație și aer condiționat, lichide precum apa sunt utilizate pentru transferul căldurii dintr-o zonă în alta.

Lichidul este componenta principală a sistemelor hidraulice, care folosesc legea lui Pascal pentru a furniza energie fluidă. Dispozitive, cum ar fi pompele și roțile de apă, au fost folosite pentru a schimba mișcarea lichidului în lucru mecanic din cele mai vechi timpuri. Uleiul este forțat prin pompele hidraulice, care transmit această forță la cilindrii hidraulici. Hidraulica poate fi găsită în multe aplicații, cum ar fi frânele și transmisiile auto, echipamentele grele și sistemele de control al avioanelor. Diferitele prese hidraulice sunt utilizate pe scară largă în reparații și producție, pentru ridicare, presare, strângere și formare.

Lichidele sunt uneori utilizate în dispozitivele de măsurare. Un termometru utilizează adesea expansiunea termică a lichidelor, cum ar fi mercurul, combinată cu capacitatea lor de a curge pentru a indica temperatura. Un manometru utilizează greutatea lichidului pentru a indica presiunea aerului.

Traducere din Wikipedia