Força de Coesão: Características em Sólidos, Líquidos e Gases, Exemplos

As forças de coesão são as forças intermoleculares de atração que mantêm algumas moléculas juntas. Dependendo da intensidade das forças de coesão, uma substância está em estado sólido, líquido ou gasoso. O valor das forças de coesão é uma propriedade intrínseca de cada substância.

Esta propriedade está relacionada com a forma e estrutura das moléculas de cada substância. Uma característica importante das forças de coesão é que elas diminuem rapidamente quando a distância aumenta. Então, forças de coesão são chamadas forças de atração que ocorrem entre moléculas da mesma substância.

Pelo contrário, as forças de repulsão são aquelas que resultam da energia cinética (energia devido ao movimento) das partículas. Essa energia faz com que as moléculas estejam em constante movimento. A intensidade desse movimento é diretamente proporcional à temperatura na qual a substância está localizada.

Para causar a modificação do estado de uma substância é necessário aumentar a sua temperatura por meio da transmissão do calor. Isso faz com que as forças de repulsão da substância aumentem, o que pode eventualmente resultar na mudança de estado.

Por outro lado, é importante e necessário distinguir entre a coesão e a adesão. A coesão é devida às forças de atração que ocorrem entre as partículas adjacentes da mesma substância; por outro lado, a adesão é o resultado da interação que ocorre entre superfícies de diferentes substâncias ou corpos.

Estas duas forças aparecem relacionadas em vários fenômenos físicos que afetam os líquidos, por isso é importante uma boa compreensão de um e outro.

Características em sólidos, líquidos e gases

Em sólidos

Em geral, nos sólidos, as forças de coesão são muito altas e ocorrem intensamente nas três direções do espaço.

Desta forma, se uma força externa é aplicada em um corpo sólido, apenas pequenos deslocamentos das moléculas ocorrem entre eles.

Além disso, quando a força externa desaparece, as forças de coesão são fortes o suficiente para retornar as moléculas à sua posição original, recuperando a posição antes da aplicação da força.

Em líquidos

Pelo contrário, em líquidos, as forças de coesão são altas apenas em duas das direções espaciais, enquanto são muito fracas entre as camadas de fluido.

Assim, quando uma força é aplicada em uma direção tangencial em um líquido, essa força rompe as ligações fracas entre as camadas. Isso faz com que as camadas líquidas deslizem umas sobre as outras.

Então, quando a aplicação da força termina, as forças de coesão não têm força suficiente para retornar as moléculas do líquido à sua posição original.

Além disso, em líquidos, a coesão também é refletida na tensão superficial, causada por uma força desequilibrada direcionada para o interior do líquido, atuando sobre as moléculas da superfície.

Da mesma forma, a coesão é também observada quando ocorre a transição do estado líquido para o estado sólido, devido ao efeito da compressão das moléculas líquidas.

Nos gases

Nos gases, as forças de coesão são insignificantes. Desta forma, as moléculas dos gases estão em constante movimento, já que, no seu caso, as forças de coesão são incapazes de mantê-las ligadas umas às outras.

Por esta razão, nos gases, as forças de coesão podem ser apreciadas apenas quando o processo de liquefação ocorre, o que ocorre quando as moléculas gasosas são comprimidas e as forças de atração são dadas suficientemente fortes para a transição do estado ocorrer. gasoso ao estado líquido.

Exemplos

As forças de coesão são frequentemente combinadas com as forças de adesão para dar origem a certos fenômenos físicos e químicos. Assim, por exemplo, as forças de coesão junto com as forças de adesão nos permitem explicar alguns dos fenômenos mais comuns que ocorrem em líquidos; Este é o caso do menisco, tensão superficial e capilaridade.

Portanto, no caso de líquidos, é necessário distinguir entre as forças de coesão, que ocorrem entre as moléculas do mesmo líquido; e os de adesão, que ocorrem entre as moléculas do líquido e do sólido.

Tensão superficial

A tensão superficial é a força que ocorre tangencialmente e por unidade de comprimento na borda da superfície livre de um líquido que está em equilíbrio. Esta força contrai a superfície do líquido.

Em última análise, a tensão superficial ocorre porque as forças que ocorrem nas moléculas do líquido são diferentes na superfície do líquido do que aquelas que ocorrem no interior.

Menisco

Menisco é a curvatura que é criada na superfície dos líquidos quando confinados em um recipiente. Esta curva é produzida pelo efeito que a superfície do recipiente que contém tem no líquido.

A curva pode ser convexa ou côncava, dependendo de a força entre as moléculas do líquido e as do recipiente serem atraentes - como é o caso da água e do vidro - ou serem repulsivas, como entre mercúrio e vidro. .

Capilaridade

A capilaridade é uma propriedade dos fluidos que lhes permite ascender ou descer através de um tubo capilar. É a propriedade que possibilita, em parte, o aumento da água através do interior das plantas.

Um líquido sobe através do tubo capilar quando as forças coesivas são menores que as forças de adesão entre o líquido e as paredes do tubo. Desta forma, o líquido continuará a subir até que o valor da tensão superficial seja igual ao peso do líquido contido no tubo capilar.

Pelo contrário, se as forças de coesão forem maiores que as forças de adesão, a tensão superficial diminuirá o líquido e a forma de sua superfície será convexa.