FORÇA DE COHESIÓ: CARACTERÍSTIQUES EN SÒLIDS, LÍQUIDS, GASOS - FÍSICA - 2025

Les forces de cohesió són les forces intermoleculars d'atracció que mantenen unides unes molècules amb altres. Depenent de la intensitat de les forces de cohesió una substància es troba en estat sòlid, líquid o gasós. El valor de les forces de cohesió és una propietat intrínseca de cada substància.

Aquesta propietat està relacionada amb la forma i estructura de les molècules de cada substància. Una característica important de les forces de cohesió és que disminueixen ràpidament quan augmenta la distància. Llavors, s'anomenen forces de cohesió a les forces d'atracció que es donen entre les molècules d'una mateixa substància.

Per contra, les forces de repulsió són les que resulten de l'energia cinètica (energia deguda a el moviment) de les partícules. Aquesta energia provoca que les molècules es trobin constantment en moviment. La intensitat d'aquest moviment és directament proporcional a la temperatura a la qual es troba la substància.

Per provocar el canvi d'estat d'una substància cal elevar la seva temperatura per mitjà de la transmissió de calor. Això provoca que augmentin les forces de repulsió de la substància, la qual cosa arribat el cas pot acabar suposant que tingui lloc el canvi d'estat.

D'altra banda, és important i necessari distingir entre la cohesió i l'adhesió. La cohesió es deu a les forces d'atracció que es donen entre partícules adjacents d'una mateixa substància; en canvi, l'adhesió és el resultat de la interacció que es produeix entre superfícies de diferents substàncies o cossos.

Aquestes dues forces apareixen relacionades en diversos fenòmens físics que afecten els líquids, per la qual cosa és important una bona comprensió tant d'una com de l'altra.

Característiques en els sòlids, líquids i gasos

en sòlids

En general, en els sòlids les forces de cohesió són molt elevades i es donen intensament en les tres direccions de l'espai.

D'aquesta manera, si s'aplica una força externa sobre un cos sòlid únicament tenen lloc petits desplaçaments de les molècules entre si.

A més, quan la força externa desapareix, les forces de cohesió són prou forts com per tornar a situar les molècules en la seva posició original, recuperant la posició prèvia a l'aplicació de la força.

En els líquids

Per contra, en els líquids les forces de cohesió són altes únicament en dues de les direccions espacials, mentre que són molt febles entre les capes de fluids.

Així, quan s'aplica una força en una direcció tangencial sobre un líquid, aquesta força fallida els febles enllaços entre les capes. Això provoca que les capes de el líquid es rellisquin unes sobre les altres.

Després, quan conclou l'aplicació de la força, les forces de cohesió no compten amb la força suficient com per tornar a situar les molècules de el líquid en la seva posició original.

A més, en els líquids la cohesió també es reflecteix en la tensió superficial, provocada per una força no equilibrada dirigida cap a l'interior de el líquid, actuant sobre les molècules de la superfície.

Igualment, la cohesió també s'observa quan es dóna la transició des de l'estat líquid a l'estat sòlid, per l'efecte de la compressió de les molècules de el líquid.

En els gasos

En els gasos les forces de cohesió són menyspreables. D'aquesta manera, les molècules dels gasos es troben en constant moviment ja que, si escau, les forces de cohesió són incapaços de mantenir-les lligades entre si.

Per això, en els gasos les forces de cohesió poden apreciar tan sols quan es produeix el procés de liqüefacció, que té lloc quan es comprimeixen les molècules gasoses i es donen les forces d'atracció prou forts com perquè es produeixi la transició de l'estat gasós a l'estat líquid.

exemples

Sovint les forces de cohesió es combinen amb les forces d'adhesió per donar lloc a determinats fenòmens físics i químics. Així, per exemple, les forces de cohesió juntament amb les d'adhesió permeten explicar alguns dels fenòmens més habituals que es donen en els líquids; és el cas de l'menisc, de la tensió superficial i de la capil·laritat.

Per tant, per al cas dels líquids cal distingir entre les forces de cohesió, que es donen entre les molècules de el mateix líquid; i les d'adhesió, que es donen entre les molècules de el líquid i de l'sòlid.

tensió superficial

La tensió superficial és la força que es dóna de forma tangencial i per unitat de longitud en la vora de la superfície lliure d'un líquid que es troba en equilibri. Aquesta força contreu la superfície de el líquid.

Al final, la tensió superficial es produeix perquè les forces que es donen en les molècules de el líquid són diferents en la superfície de el líquid que les que es donen a l'interior.

menisc

S'anomena menisc de la curvatura que es crea en la superfície dels líquids quan estan confinats en un envàs. Aquesta corba es produeix per l'efecte que té en el líquid la superfície de l'recipient que el conté.

La corba pot ser convexa o còncava, depenent de si la força entre les molècules pròpies de el líquid i les de l'envàs són d'atracció -com és el cas de l'aigua i el vidre- o són de repulsió, com passa entre el mercuri i el vidre.

capil·laritat

La capil·laritat és una propietat dels fluids que els permet ascendir o descendir per un tub capil·lar. És la propietat que possibilita, en part, l'ascens d'aigua per l'interior de les plantes.

Un líquid ascendeix pel tub capil·lar quan les forces de cohesió són menors que les d'adhesió entre el líquid i les parets de l'tub. D'aquesta manera, el líquid seguirà pujant fins que el valor de la tensió superficial s'iguali amb el pes de el líquid contingut en el tub capil·lar.

Per contra, si les forces de cohesió són superiors a les d'adhesió, la tensió superficial farà baixar a el líquid i la forma de la seva superfície serà convexa.

referències

1. Cohesion (Chemistry) (nd). In Wikipedia. Recuperat el 18 d'abril, 2018, des en.wikipedia.org.
2. Surface tension (nd). In Wikipedia. Recuperat el 18 d'abril, 2018, des en.wikipedia.org.
3. Capil·laritat (nd). In Wikipedia. Recuperat el 17 d'abril, 2018, des es.wikipedia.org.
4. Ira N. Levine; «Fisicoquímica» Volum 1; Cinquena edició; 2004; Mc Graw Hillm.
5. Moore, John W.; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. (2005). Chemistry: The Molecular Science. Belmont, CA: Brooks / Cole.
6. White, Harvey E. (1948). Modern College Physics. van Nostrand.
7. Moore, Walter J. (1962). Physical Chemistry, 3rd ed. Prentice Hall.