FORCE DE COHÉSION: CARACTÉRISTIQUES DANS LES SOLIDES, LES LIQUIDES, LES GAZ - PHYSIQUE - 2025

Les forces cohésives sont des forces d'attraction intermoléculaires qui les maintiennent ensemble avec d'autres molécules. En fonction de l'intensité des forces de cohésion, une substance est à l'état solide, liquide ou gazeux. La valeur des forces de cohésion est une propriété intrinsèque de chaque substance.

Cette propriété est liée à la forme et à la structure des molécules de chaque substance. Une caractéristique importante des forces de cohésion est qu'elles diminuent rapidement avec l'augmentation de la distance. Ensuite, les forces de cohésion sont appelées les forces d'attraction qui existent entre les molécules d'une même substance.

Au contraire, les forces répulsives sont celles qui résultent de l'énergie cinétique (énergie due au mouvement) des particules. Cette énergie fait que les molécules sont constamment en mouvement. L'intensité de ce mouvement est directement proportionnelle à la température à laquelle se trouve la substance.

Pour provoquer le changement d'état d'une substance, il est nécessaire d'élever sa température par transmission de chaleur. Cela fait augmenter les forces répulsives de la substance, ce qui dans le cas peut finir par supposer que le changement d'état a lieu.

En revanche, il est important et nécessaire de faire la distinction entre cohésion et adhérence. La cohésion est due aux forces d'attraction qui se produisent entre les particules adjacentes de la même substance; au contraire, l'adhérence est le résultat de l'interaction qui se produit entre les surfaces de différentes substances ou corps.

Ces deux forces semblent liées dans divers phénomènes physiques qui affectent les liquides, il est donc important de bien comprendre les deux.

Caractéristiques dans les solides, liquides et gaz

Dans les solides

En général, dans les solides, les forces de cohésion sont très élevées et se produisent fortement dans les trois directions de l'espace.

De cette manière, si une force externe est appliquée à un corps solide, seuls de petits déplacements des molécules ont lieu entre elles.

De plus, lorsque la force externe disparaît, les forces de cohésion sont suffisamment fortes pour ramener les molécules à leur position d'origine, en retrouvant la position antérieure à l'application de la force.

Dans les liquides

Au contraire, dans les liquides, les forces de cohésion ne sont élevées que dans deux des directions spatiales, alors qu'elles sont très faibles entre les couches de fluide.

Ainsi, lorsqu'une force est appliquée dans une direction tangentielle sur un liquide, cette force rompt les liaisons faibles entre les couches. Cela fait glisser les couches du liquide les unes sur les autres.

Plus tard, lorsque l'application de la force est terminée, les forces de cohésion ne sont pas assez fortes pour ramener les molécules du liquide dans leur position d'origine.

De plus, la cohésion dans les liquides se reflète également dans la tension de surface, provoquée par une force déséquilibrée dirigée vers l'intérieur du liquide, agissant sur les molécules de surface.

De même, une cohésion est également observée lors du passage de l'état liquide à l'état solide, du fait de l'effet de la compression des molécules liquides.

Dans les gaz

Dans les gaz, les forces de cohésion sont négligeables. De cette manière, les molécules de gaz sont en mouvement constant puisque, dans leur cas, les forces de cohésion sont incapables de les maintenir liées entre elles.

Pour cette raison, dans les gaz, les forces de cohésion ne peuvent être appréciées que lorsque le processus de liquéfaction a lieu, qui a lieu lorsque les molécules gazeuses sont comprimées et que les forces d'attraction sont suffisamment fortes pour que la transition de l'état se produise. état gazeux à liquide.

Exemples

Les forces de cohésion se combinent souvent avec les forces d'adhésion pour donner lieu à certains phénomènes physiques et chimiques. Ainsi, par exemple, les forces de cohésion associées aux forces d'adhésion permettent d'expliquer certains des phénomènes les plus courants qui se produisent dans les liquides; C'est le cas du ménisque, de la tension superficielle et de la capillarité.

Par conséquent, dans le cas des liquides, il est nécessaire de faire la distinction entre les forces de cohésion, qui se produisent entre les molécules d'un même liquide; et celles d'adhésion, qui se produisent entre les molécules du liquide et du solide.

Tension superficielle

La tension superficielle est la force qui se produit tangentiellement et par unité de longueur au bord de la surface libre d'un liquide en équilibre. Cette force contracte la surface du liquide.

En fin de compte, la tension superficielle se produit parce que les forces dans les molécules du liquide sont différentes à la surface du liquide et à l'intérieur.

Ménisque

Le ménisque est la courbure qui se crée à la surface des liquides lorsqu'ils sont confinés dans un récipient. Cette courbe est produite par l'effet que la surface du récipient qui le contient a sur le liquide.

La courbe peut être convexe ou concave, selon que la force entre les molécules du liquide et celles du récipient est attractive, comme c'est le cas avec l'eau et le verre, ou est répulsive, comme cela se produit entre le mercure et le verre..

Capillarité

La capillarité est une propriété des fluides qui leur permet de monter ou de descendre à travers un tube capillaire. C'est la propriété qui permet, en partie, l'ascension de l'eau à l'intérieur des plantes.

Un liquide remonte le tube capillaire lorsque les forces de cohésion sont inférieures à celles d'adhésion entre le liquide et les parois du tube. De cette manière, le liquide continuera à monter jusqu'à ce que la valeur de la tension superficielle soit égale au poids du liquide contenu dans le tube capillaire.

Au contraire, si les forces de cohésion sont supérieures aux forces d'adhésion, la tension superficielle abaissera le liquide et la forme de sa surface sera convexe.

Références

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