KOHÉZIÓS ERŐ: JELLEMZŐK SZILÁRD ANYAGOKBAN, FOLYADÉKOKBAN, GÁZOKBAN - FIZIKAI - 2025

A kohéziós erők olyan intermolekuláris vonzerőerők, amelyek más molekulákkal együtt tartják őket. A kohéziós erők intenzitásától függően az anyag szilárd, folyékony vagy gáznemű állapotban van. A kohéziós erők értéke minden anyag belső tulajdonsága.

Ez a tulajdonság az egyes anyagok molekuláinak alakjával és szerkezetével kapcsolatos. A kohéziós erők fontos jellemzője, hogy a távolság növekedésével gyorsan csökkennek. Ezután a kohéziós erőket vonzó erőknek nevezzük, amelyek ugyanazon anyag molekulái között vannak.

Éppen ellenkezőleg, a taszító erők azok, amelyek a részecskék kinetikus energiájából (mozgásból származó energia) származnak. Ez az energia a molekulákat folyamatosan mozgásba hozza. Ennek a mozgásnak a intenzitása közvetlenül arányos azzal a hőmérséklettel, amelyen az anyag van.

Az anyag állapotának megváltoztatásához meg kell emelni annak hőmérsékletét a hőátadás révén. Ez növeli az anyag visszatükröző erőit, ami abban az esetben végződhet, ha feltételezzük, hogy az állapot megváltozik.

Másrészt fontos és szükséges különbséget tenni a kohézió és a tapadás között. A kohézió annak a vonzó erőnek a következménye, amely ugyanazon anyag szomszédos részecskéi között lép fel; ehelyett a tapadás a kölcsönhatás eredménye, amely a különféle anyagok vagy testek felületei között zajlik.

Ez a két erő kapcsolódik a folyadékokat érintő különféle fizikai jelenségekhez, tehát mindkettő jó megértése fontos.

Jellemzők szilárd anyagokban, folyadékokban és gázokban

Szilárd anyagban

Általában a szilárd anyagokban a kohéziós erők nagyon nagyok, és erősen fellépnek a tér három irányában.

Ilyen módon, ha egy külső erőt alkalmaznak egy szilárd testre, akkor a molekulák között csak kicsi elmozdulások történnek közöttük.

Ezenkívül, amikor a külső erő eltűnik, a kohéziós erők elég erősek ahhoz, hogy visszatérjenek a molekulák az eredeti helyzetükbe, helyreállítva a helyzetét az erő alkalmazása előtt.

Folyadékokban

Éppen ellenkezőleg, a folyadékokban a kohéziós erők csak a térbeli két irányban vannak nagyok, míg a folyadékrétegek között nagyon gyengék.

Tehát, amikor egy folyadékra tangenciális irányban erőt alkalmaznak, ez az erő megszakítja a rétegek közötti gyenge kötéseket. Ennek eredményeként a folyadék rétegei átcsúsznak egymás felett.

Később, amikor az erő alkalmazása befejeződött, a kohéziós erők nem elég erősek ahhoz, hogy a folyadék molekuláit visszatérjenek eredeti helyzetükbe.

Ezenkívül a folyadékokban a kohézió tükröződik a felületi feszültségben is, amelyet a folyadék belseje felé irányított kiegyensúlyozatlan erő okoz, amely a felület molekuláira hat.

Hasonlóképpen, a kohéziót akkor is megfigyeljük, amikor a folyékony állapotból a szilárd állapotba kerül a folyékony molekulák összenyomódásának hatása.

Gázokban

A gázokban a kohéziós erők elhanyagolhatóak. Ilyen módon a gázmolekulák állandó mozgásban vannak, mivel esetükben a kohéziós erők nem képesek megtartani őket egymáshoz kötve.

Ezért a gázokban a kohéziós erőket csak akkor lehet felmérni, amikor a cseppfolyósítási folyamat zajlik, amikor a gáznemű molekulákat összenyomják, és a vonzó erők elég erősek ahhoz, hogy az állapot átalakulása bekövetkezzen. gáznemű vagy folyékony állapotú.

Példák

A kohéziós erők gyakran összekapcsolódnak a tapadási erőkkel, hogy bizonyos fizikai és kémiai jelenségeket okozzanak. Így például a kohéziós erők és az adhéziós erők lehetővé teszik a folyadékokban előforduló leggyakoribb jelenségek magyarázatát; Ez vonatkozik a meniszkuszra, a felületi feszültségre és a kapillárisra.

Ezért folyadékok esetében meg kell különböztetni a kohéziós erőket, amelyek ugyanazon folyadék molekulái között fordulnak elő; és a tapadás, amely a folyadék és a szilárd anyag molekulái között fordul elő.

Felületi feszültség

A felületi feszültség az az erő, amely érintőlegesen és egységenként egy folyadék szabad felületének szélén, egyensúlyban van. Ez az erő összehúzza a folyadék felületét.

Végül a felületi feszültség azért következik be, mert a folyadék molekuláiban levő erők a folyadék felületén eltérnek, mint a belső részén.

homorú-domború lencse

A meniszkusz az a görbület, amely a folyadékok felületén jön létre, amikor azokat tartályba zárták. Ezt a görbét annak a hatása hozza létre, amelyet a tartályt tartalmazó felület a folyadékra gyakorol.

A görbe lehet domború vagy konkáv, attól függően, hogy a folyadék és a tartály molekulái közötti erő vonzó-e (mint például a víz és az üveg esetében), vagy visszatükröződik, mint a higany és az üveg között..

Hajszálcsövesség

A kapillárisság a folyadékok tulajdonsága, amely lehetővé teszi számukra a kapilláriscsőn való feljutást vagy leszállást. Ez az a tulajdonság, amely részben lehetővé teszi a víz emelkedését a növények belsejében.

Egy folyadék emelkedik fel a kapilláris csőben, ha a kohéziós erők kisebbek, mint a folyadék és a cső falai közötti tapadási erők. Ilyen módon a folyadék addig emelkedik, amíg a felületi feszültség értéke megegyezik a kapilláriscsőben lévő folyadék tömegével.

Ellenkezőleg, ha a kohéziós erő nagyobb, mint a tapadási erők, akkor a felületi feszültség csökkenti a folyadékot, és felületének alakja domború lesz.

Irodalom

1. Kohézió (kémia) (második). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. április 18-án, az en.wikipedia.org webhelyről.
2. Felületi feszültség (nd). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. április 18-án, az en.wikipedia.org webhelyről.
3. Kapillárisság (második). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. április 17-én, az es.wikipedia.org webhelyről.
4. Ira N. Levine; "Fizikokémia" 1. kötet; Ötödik kiadás; 2004; Mc Graw Hillm.
5. Moore, John W.; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. (2005). Kémia: A molekuláris tudomány. Belmont, Kalifornia: Brooks / Cole.
6. White, Harvey E. (1948). Modern Főiskolai Fizika. van Nostrand.
7. Moore, Walter J. (1962). Fizikai kémia, 3. kiadás Prentice Hall.