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Flüssigkeiten: Einführung

Einleitung

Die Eigenschaften von Flüssigkeiten ähneln teils denen von Feststoffen, teils denen von Gasen.

In Flüssigkeiten sind die Teilchenabstände variabel, sie verändern sich ständig. Es liegt eine Gemeinsamkeit mit Gasen vor, in denen die Teilchen noch beweglicher sind. In Feststoffen sind die Teilchenabstände dagegen konstant.

Die Teilchenabstände von Flüssigkeiten und Feststoffen sind (im Mittel) im Gegensatz zu den Gasen geringer, deshalb sind Flüssigkeiten und Feststoffe nur wenig kompressibel. Gase reagieren dagegen auf Druckerhöhung mit deutlicher Volumenverminderung.

Abb.1
gasförmig
Abb.2
flüssig
Abb.3
fest
Tab.1
TeilchenabständeAnordnungKompressibilität
Feststoff klein geordnet feste Gitterplätze gering
Flüssigkeit im Allgemeinen etwas größer als in Feststoffen, aber variabel wenig geordnet gering
Gas stark variabel ungeordnet hoch

Energie und Wechselwirkung

In einer Flüssigkeit ist die kinetische Energie der Teilchen im Vergleich zu einem Gas stark verringert. Die Teilchen werden durch intermolekulare Anziehungskräfte zu einem Verband zusammengehalten. Je nach Struktur des Stoffes wirken Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Kräfte oder Wasserstoff-Brücken zwischen den Molekülen. Die Stärke der Anziehungskräfte bestimmt die Flüchtigkeit und den Siedepunkt eines Stoffes.

Tab.2
GasFlüssigkeitFestkörper
Verhältnis Ek : E W W Ek >> E W W Ek E W W Ek < E W W
Folge:Teilchen bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit in dem zur Verfügung stehenden Volumen.Teilchen stehen in Wechselwirkung mit umliegenden Teilchen, besitzen aber noch genügend kinetische Energie, um sich frei gegeneinander zu bewegen.Einfluss der Anziehungskräfte dominiert. Beweglichkeit der Teilchen ist auf Schwingungen gegeneinander begrenzt.

Die Wechselwirkungen zwischen den Flüssigkeitsteilchen werden bis zum Siedepunkt nicht vollständig durch Temperaturbewegung (kinetische Energie) überwunden. Dennoch ist die Teilchenbewegung so schnell, dass Flüssigkeiten im Gegensatz zu Feststoffen keine feste Form einnehmen: Sie passen sich ihrem Behälter an.

Flüssigkeiten und Feststoffe werden gemeinsam als kondensierte Phasen bezeichnet.

Veranschaulichung der Mobilität von Teilchen

Übungsaufgaben

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