Lo stato liquido gas liquido solido Perfetto disordine Perfetto ordine

Presentazione sul tema: "Lo stato liquido gas liquido solido Perfetto disordine Perfetto ordine"— Transcript della presentazione:

1 Lo stato liquido gas liquido solido Perfetto disordine Perfetto ordine
situazione intermedia non ben definita struttura semiordinata Volume proprio assenza di forma propria

2 Modello per lo stato liquido: modello del volume libero
Il liquido è un’insieme di regioni ordinate, regioni disordinate, e spazio occupato da molecole libere Le particelle che si trovano nelle cavità si comportano come nello stato gassoso Le particelle distanti da queste cavità si comportano come nello stato solido Volume libero = 3% del volume Densità gas < densità liquido (>800 volte )< densità solido (>1,2 volte) Distanze molecolari poco maggiori di quelle dello stato solido Bassa compressibilità (circa 3% del volume libero) Viscosità (minore volume libero → maggiore viscosità) Aumento del volume con la T (maggiore energia cinetica della particella nelle cavità → maggiore volume libero) Diffusione: 10-6 cm2/sec, circa ¼ che nei gas

3 Tensione superficiale (g)
i liquidi possiedono una superficie che li delimita. Una molecola interna al liquido subisce attrazione in tutte le direzioni. Una molecola di superficie subisce attrazione solo verso l’interno del liquido Le forze attrattive intermolecolari agiscono sul liquido minimizzando l’area superficiale del liquido. Gocce di liquido di forma sferica La creazione di nuova superficie richiede di fornire energia al sistema. Tensione superficiale (g) è il lavoro necessario per aumentare la superficie di 1m2

4 g = accelerazione di gravità d = densità liquido
Sulle superfici idrofiliche (bagnabili) il liquido tende a salire lungo le pareti provocando 2 fenomeni: Menisco superficiale (superficie curva) Innalzamento capillare r g = accelerazione di gravità d = densità liquido r = raggio di curvatura h l’innalzamento capillare dipende dal diametro del tubo: tanto minore è il diametro tanto maggiore l’innalzamento capillare

5 v evaporaz = v condensaz
Evaporazione: passaggio dallo stato liquido allo stato vapore equilibrio dinamico evaporazione condensazione v evaporaz = v condensaz Tensione di vapore = pressione dovuta alle molecole di vapore sul liquido all’equilibrio ed alla temperatura considerata (DG = GV - GL= 0)

6 i liquidi evaporano anche a temperature inferiori alla temperatura di ebollizione
Tensione (pressione) di vapore = pressione che esercita il vapore in equilibrio con il suo liquido (dipende dalla temperatura) Temperatura di ebollizione = la temperatura a cui la tensione di vapore eguaglia la pressione atmosferica (si formano bolle di vapore all’interno del liquido) 100 °C a pressione atmosferica 760 mmHg 90 °C a pressione atmosferica 552 mmHg (3500 m ) Teb= H2O

7 Frazione delle molecole di liquido con energia sufficiente a passare allo stato di vapore: curva di distribuzione di Maxwell-Boltzmann E* energia minima per lasciare il liquido E’ caratteristica di ogni liquido poiché dipende dalle forze di interazione intermolecolari. La pressione di vapore P dipende dal valore E* E* = DH di evaporazione se l’energia è fornita sotto forma di calore, a pressione costante

8 Legge di Clausius-Clapeyron:
All’equilibrio: passando ai logaritmi: Stato a P1 e T1 Stato a P2 e T2 sottraendo membro a membro

9 Legge di Clausius-Clapeyron
La tensione di vapore cresce con la temperatura (DHevap >0) ed è caratteristica per ogni sostanza poiché dipende dal tipo di interazioni tra le particelle.

10 Curva di riscaldamento di un solido: temperatura del solido in funzione del tempo di riscaldamento
Durante un passaggio di stato la temperatura del sistema è costante. Il calore fornito serve a rompere i legami tra le particelle DHevap > DHfus Il calore specifico dipende dallo stato di aggregazione

11 Curva di raffreddamento di liquidi
Solido amorfo sottoraffreddamento

12 Vsol > V liq Cambiamento di stato: Diagrammi di stato
Parametri di stato: P e T Diagramma di stato di H2O Curve = rappresentano i punti di equilibrio tra due stati di aggregazione Punto triplo = coesistono in equilibrio i tre stati di aggregazione Pc Punto critico = al di sopra di Tcr e Pcr non può esistere la fase liquidafluido supercritico Vsol > V liq 0°C

13 (VL-VS) > 0 Diagramma di stato di CO2
in condizioni standard CO2 è gas 1 -78,5°

14 Diagramma di stato dello zolfo
4 fasi 2 fasi solide rombico monoclino curve metastabili