Cambios en la densidad de fluidos debido a la temperatura

March 7

Hay tres estados de la materia: sólido, líquido y gas. Los sólidos se componen de moléculas que están fuertemente atraídos el uno al otro y forman una sustancia densa y rígida. Los líquidos y los gases son menos densos y tienen una capacidad de fluir debido a la asociación libre de sus moléculas constituyentes. Estos fluidos fluyen debido a que sus moléculas no están conectados rígidamente entre sí.

Densidad, volumen y temperatura

La temperatura es una medida de la cantidad de calor una sustancia contiene. Afecta a las propiedades del fluido de densidad como las moléculas de una sustancia absorben o pierden energía térmica. Para el cálculo de la densidad de una sustancia, dividir su masa por su volumen. Cuando un fluido absorbe energía térmica, sus moléculas vibran más rápido y se separan, el aumento del volumen de la masa y la disminución de la densidad total de la sustancia.

Viscosidad

resistencia interna de un fluido fluya está directamente relacionada con su temperatura. Un líquido se vuelve en general más denso y gana una consistencia viscosa gruesa cuando su temperatura desciende porque pierde energía. Las moléculas se mueven más cerca juntos y la facilidad de flujo se reduce cuando las moléculas se hacen más cohesiva. Hay dos clases de viscosidad: cinemáticas y dinámicas. El parámetro numérico, viscosidad cinemática, es la relación de la viscosidad dinámica de una sustancia a su densidad. La viscosidad dinámica es la fuerza por unidad de área requerida para el fluido se mueva en un plano horizontal

Presión

La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión. Cuando aumenta la temperatura, la densidad disminuye en la mayoría de los materiales, mientras que el volumen de la sustancia aumenta a medida que las moléculas de absorber la energía y mover más separados. Como una medida de la fuerza por unidad de área, la presión del fluido puede ser causada por la gravedad en un recipiente cerrado. Los líquidos toman la forma de su recipiente, porque la presión se aplica en todas las direcciones.

Estados de materia

Presión, la densidad, la temperatura y el estado de la materia están todos relacionados. A temperatura más alta disminuye la densidad de un fluido. El aumento de la presión tiene el efecto contrario. La densidad, o empaquetamiento molecular, de una sustancia cambia radicalmente a medida que cambia la sustancia de sólido a líquido a gas. Las altas temperaturas aumentan la presión en un fluido. Aumento de la presión y reducción de la temperatura hacen posible la producción de nitrógeno líquido, por ejemplo. El agua es la excepción. Contiene moléculas polares que tienen una carga diferente en cada extremo, y las cargas iguales de las moléculas individuales de agua se repelen entre sí. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas de agua rebotan activamente alrededor debido al aumento de la energía y su repulsión de carga para hacer que el agua se expanda. La reacción se produce a la inversa como energía térmica se reduce y la temperatura cae. Con la mayoría de las sustancias, la densidad aumenta a medida que se solidifica la sustancia, pero las moléculas cargadas en el agua se repelen entre sí de modo que el desplazamiento entre sí de las moléculas no está tan cerca como con la mayoría sustancias. Como resultado, el hielo sólido flota en el agua.


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