Supongo que es una pregunta bastante simple para los especialistas en líquidos, pero me cuesta mucho encontrar información al respecto.
Aquí está mi problema. Entiendo la teoría de los gases ideales y la distribución de velocidades de Maxwell. Veo un gas ideal como pequeñas bolas (en su mayoría rodeadas de vacío) que se mueven muy rápido y chocan elásticamente entre sí. Si desea ser más preciso, utilice un potencial interatómico como el potencial de Lennard Jones que tiene en cuenta las interacciones atractivas de Van der Waals, así como las repulsivas. Puede definir una presión cinética (positiva), una temperatura cinética y una presión molecular (negativa) con un modelo tan simple. Creo que lo entiendo bastante bien por ahora.
Por otro lado, creo que también entiendo bien los cristales. Los veo como átomos unidos entre sí por resortes en los que pueden fluir ondas y cada átomo oscila alrededor de una posición de energía potencial mínima. He visto cómo puedes calcular la capacidad térmica de cristal usando el modelo de Debye. Así que por ahora creo que tengo una idea de cómo se comporta un sólido a escala molecular.
Pero, ¿y los líquidos? He leído publicaciones muy interesantes aquí sobre la velocidad de las moléculas en los líquidos y me encantaría tener una visión más general de lo que es un líquido desde una perspectiva molecular.
Tal como lo entendí, las moléculas en los líquidos también oscilan alrededor de una posición de energía potencial mínima, pero también pueden intercambiar posiciones entre sí. ¿Es eso correcto? ¿Hay valores tabulados de la velocidad de intercambio de moléculas en líquidos?
En cuanto a la presión. ¿Debería representar la presión en los líquidos como la suma de una presión cinética (positiva) debida a la colisión de moléculas y una presión molecular (negativa) debida a interacciones atractivas entre moléculas? ¿Es esta una buena manera de representarme como un líquido a escala molecular?
¿Existe un modelo que explique la relación entre la viscosidad y las interacciones atractivas de las moléculas?
-----------EDITAR---------
Obtuve la respuesta sobre el intercambio de moléculas. Ahora esto me lleva a mi pregunta sobre la presión en los líquidos desde una perspectiva molecular. En cuanto a los gases ideales, la presión se debe a las colisiones de las moléculas. ¿Esto todavía representa líquidos o es más una cuestión de "peso" ejercido por moléculas entre sí? ¿Alguien conoce un modelo de presión molecular para líquidos?
Gracias
De hecho, es correcto que en una posición de intercambio de átomos / moléculas líquidas. Puedes pensar en esto como un átomo que vibra enjaulado por otros átomos. Para escapar de esta "jaula" (que es más alta en energía) el átomo quiere dar un salto a una energía más baja. El tiempo asociado con este proceso depende de los movimientos aleatorios debidos a las fuerzas intermoleculares. Ahora, con algo de física elemental puedes estimar el tiempo característico para dar este salto.
Suponga que el átomo vibra con una cierta frecuencia. y tiene que cruzar una barrera de energía . Usando el factor de Boltzmann de la física estadística podemos escribir
que es dimensionalmente consistente. No estoy al tanto de los valores tabulados para la velocidad, pero será muy pequeño para líquidos simples.
También existe una relación entre la viscosidad y las fuerzas intermoleculares. Debe quedar claro que cuando las fuerzas intermoleculares (dispersión de Londres y/o dipolo-dipolo y/o enlace de hidrógeno) aumentan, las moléculas tienen una mayor tendencia a resistir el flujo. Cuando las fuerzas intermoleculares son más débiles, las moléculas pueden fluir más fácilmente.
limón