Fisica per le superiori/Liquidi

Il liquido è uno degli stati della materia. Le sue proprietà principali sono:

• a) La fluidità: Un liquido è un fluido che, in assenza di forze esterne tra cui quella di gravità, ha una forma sferica . I liquidi, a causa della limitata forza di coesione fra le molecole, sono scorrevoli, cioè fluidi. Ciononostante, non tutti i liquidi sono egualmente fluidi, così si dice che l'etere è più fluido dell'acqua o anche che l'acqua è più viscosa dell'etere.

• b) elasticità, i liquidi sono molto elastici, cioè si deformano facilmente sotto l'azione di una forza e riprendono immediatamente la forma primitiva appena cessa l'azione della forza deformatrice.

• c) incomprimibilità: il liquido è un fluido il cui volume è costante a temperatura e pressione costanti; la comprimibilità dei liquidi è in genere molto bassa, e trascurabile se confrontata a quella dei gas, quindi i liquidi sono considerati incomprimibili.

Generalmente, una sostanza allo stato liquido è meno densa che allo stato solido, ma un'importante eccezione è costituita dall'acqua.

Le molecole o atomi che costituiscono il liquido interagiscono fra loro, sebbene non fortemente come nel solido. Non sono fra loro in posizioni fisse ma "scorrono" gli uni sugli altri, sebbene si ipotizzi l'esistenza di cluster o gabbie relativamente stabili, in liquidi dai forti legami intermolecolari come l'acqua.

I liquidi si distinguono in volatili (ad esempio il benzene o il bromo) e non volatili (come il mercurio). Nel primo caso, i legami fra le molecole costituenti il liquido sono deboli, e il liquido ha elevata tensione di vapore; viceversa per i liquidi non volatili.

In un campo gravitazionale costante, come approssimativamente accade sulla superficie terrestre, la pressione in un liquido fermo è pari a

$p=p_{0}+\rho gz\,\!$

dove $\rho$ è la densità del liquido (che si suppone uniforme) e $z$ è la profondità del punto considerato, $p_{0}$ la pressione alla superficie libera e $g$ l'accelerazione di gravità.

Curiosità: normalmente vengono indicati come fluidi incomprimibili, invece i liquidi hanno un coefficiente di comprimibilità che varia in funzione della natura del liquido stesso. Alcuni di questi liquidi come l'acqua sono stati testati a pressioni fino a 10.000 bar dando variazioni molto piccole, invece altri come gli idrocarburi hanno sensibili variazioni con pressioni di 100 bar.