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Titolo: Stato liquido

Ciao a tutti.
Ogni tanto mi vengono dubbi su cose che ho più o meno studiato e che forse
ho dimenticato o forse mai chiarito, dando per evidente delle cose senza
chiedere al momento giusto un chiarimento.
I liquidi.
Ok, cosa sia un gas l'ho capito. Uno stato della materia in cui le
particelle che lo compongono interagiscono così debolmente che esse vanno ad
occupare liberamente tutto il volume a disposizione.
Anche per i solidi penso di aver le idee ragionevolmente chiare. Lo stato è
l'opposto di quello dei gas, quindi le particelle sono tra loro legate da
forze sufficienti a dare forma e rigidità alla massa complessiva. Mi pare di
ricordare che un "vero" solido debba avere una struttura cristallina, ma già
di questo chiedo conferma.
E poi i liquidi.
Com'è definibile il loro stato? (Non rispondetemi "liquido", grazie)
Come si spiega il loro comportamento?
E, ricollegandomi a quanto scritto sui solidi cristallini, è vero che le
sostanze amorfe (come il normale vetro non-cristallino) sarebbero da
considerare dei liquidi di altissima viscosità e non dei veri solidi?
Un grazie a chiunque mi dedichi un pochino del suo tempo.
Ciao!
 
--
Roberto Rosoni
<roberto...@liberoLock.it> (Remove the Lock in your replies)
 
Errare è umano, ma per fare veramente casino ci vuole la password di root.
 

 considerare dei liquidi di altissima viscosità e non dei veri solidi?
In un certo senso e' questione semantica. Il punto e' che se la 
viscosita' di un liquido cresce, al di sopra di un certo valore i tempi 
di rilassamento rispetto a sforzi di taglio divengono maggiori dei tempi 
di osservazione del sistema e percio' su quella scala temporale il 
liquido si comporta come un solido amorfo.
Ciao
Giorgio


Giorgio Pastore wrote:

La distinzione tra solidi e liquidi non va posta secondo la
classificazione "intuitiva" che citi (forma e volume propri...) ma va
impostata su base termodinamica. Allora, un solido ha un punto di
fusione ben definito, mentre un amorfo no, anzi, non puoi neppure
stabilire quando un amorfo cessa di essere un "solido" per diventare
"liquido".
Landau ha mostrato che hai una transizione di fase (tra solidi o tra
solido e liquido) solo se hai un cambiamento di simmetria; nel caso
specifico, se passi da un solido cristallino a un liquido hai un
cambiamento di simmetria, mentre da un amorfo ad un liquido no.
Ci sono dei casi in cui hai transizioni di fase tra fasi ad uguale
simmetria (liquido-vapore): ebbene, in questi casi è dimostrato che deve
necessariamente esistere un punto critico oltre il quale la distinzione
tra le due fasi viene a cessare.
Tra l'altro (ma non solo, la "tua"classificazione diventa scomoda quando
devi definire se un mucchio di sabbia è solida o liquida!
Detto questo, il vetro di silice è un liquido sottoraffreddato!
 > Il punto importante da comprendere e' che la distinzione tra liquido e
 > gas e' significativa solo al di sotto del punto critico. In questo caso
 > c'e' una transizione termodinamica del primo ordine (la liquido-gas )
 > che permette di identificare in modo non ambiguo tutte le fasi
 > coinvolte. Pero', al di sopra del p. critico c'e' u passaggio continuo
 > tra le propieta' del liquido a quelle del gas.
Non è che c'è un passaggio "continuo" (che implicherebbe una transizione
di fase con determinate caratteristiche di continuità di certe
grandezze, e di discontinuità di altre, magari non considerate), non c'è
proprio distinzione tra le fasi: un fluido sopra la T critica è un
fluido e basta.
Ciao
Mauro P.

 fluido e basta.
Certo. Ma le proprieta' del fluido vicino alla transizione fluido solido 
sono molto vicine a quelle che si tenderebbe ad associare al liquido. 
Quelle ad alta temperatura a quelle di un gas e in mezzo non c"e' 
nessuna transizione brusca.
Va anche detto che l' apparente cattiva caratterizzazione del liquido 
rispetto al gas in termini di parametro d' ordine e' tuttora un problema 
aperto. La possibile esistenza di transizioni liquido-liquido in 
aggiunta alla liq.-vapore rende la questione ancora piu' intrigante....
Ma questa e' un' altra storia.
Ciao
Giorgio

 Errare è umano, ma per fare veramente casino ci vuole la password di root.
Ciao
Patrizio
 
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 Giorgio
Ciao Giorgio,
ho un piccolo dubbio su questa tua ultima risposta. Concordo con cio' che
dici in generale e sul fatto che la questione sia anche un po' semantica.
Tuttavia, (mettendoci in casi molto "privilegiati") prendiamo solidi
cristallini "unimolecolari in 3 dimensioni", che possono essere *idealmente*
suddivisi in 3 tipi: (1) Covalenti (a banda di valenza piena, alto band-gap,
quindi isolanti, cioe' non-metallici), (2) Ionici puri (trascurando le
polarizzazioni degli ioni e, pero', con tutto quanto detto in parentesi
per il primo tipo), (3) Metallici. Escludiamo questi ultimi, per
semplicita'.
E' vero che tra (1) e (2) ci puo' essere tutta una gradazione, a seconda del
il tipo di leg. che puo' andare, quasi con continuita', dal cov. puro, allo
ionico puro, ma l'essenziale e' che cmq siano leg. forti e di *direzione ben
definita*, altrimenti possiamo avere "solidi vetrosi". Esempi dei tipi
(1) e (2): C (Diamante, non Graf., ovv.), BN (quello isomorfo al diamante),
BeO, LiF (serie formalmente isoelettronica e quasi isostrutturale, eccetto
LiF), molti sali (non tutti), alcuni ossidi (SiO2, ma non la forma vetrosa),
etc..
Supponiamo di prendere uno di questi cristalli e applichiamo forze di taglio
inferiori (anche di poco) ad una soglia critica; dopo tolta la forza, esso
dovrebbe riprendere la propria forma antecedente, indipendentemente dal
tempo di applicazione della forza. Se, invece, la sogia viene superata, esso
si spezza. (Per i Metalli, cio' avviene, di solito, dopo piegamento
evidente,
eventualmente ripetuto, tipico di un comp. pressoche' anelastico).
D'altro canto, se prendiamo un "solido vetroso" e lo sottoponiamo ad analogo
trattamento, esso, non essendo cosi' elastico, inizia, dapprima impercetti-
bilmente, a cambiar forma; tale cambiamento e' cumulativo nel tempo, per
cui,
tolta la forza, il rilassamento avviene, ma e' insuff. a lo riportarlo alla
sua forma originale.
In un post (precedente) di risposta a Roberto, che non e' ancora apparso
qui,
facevo l'esempio dell'impossibilita' di costruire obiettivi di telescopi
rifrattori di apertura suff. ampia proprio per la lenta modifica di forma
che
subirebbero a causa della forza peso approx. prop. al diametro^3.
Ciao di nuovo,


Lo chiedo come cortesia. Visto che questo mio msg (come l'altro) e'
arrivato in ritardo, puo' darsi che (forse) non ci sia stata
l'opportunita' di commmentarlo. Ecco, vi chiederei, se possibile di
esprimere un parere su quanto ho detto nel post precedente.
Questo mi permetterebbe di chiarirmi di molto le idee.
Tante grazie dell'attenzione,


 sua forma originale.
Sulla fenomenologia dei materiali non sono abbastanza ferrato da saperti 
dare una risposta :-( . Ho l' impressione di essere in buona compagnia, 
almeno a giudicare dalle lunghe discussioni che ho letto a proposito di 
un problema  affine a quello che stai citando: la questione se "i vetri 
delle cattedrali fluiscono nei secoli". Tempo fa c'e' stato un acceso 
dibatito a riguardo sull' Am. J. of Physics  e, esperti di materiali 
vetrosi sembravano concordare sull' impossibilita' di osservare un 
effetto per i vetri medioevali alle temperature ambiente.
Da teorico, ti posso dire che se interpretiamo il vetro come un liquido 
arrestato in una configurazione metastabile, non e' sorprendente che a 
seguito di sforzi esterni si possa indurre un rilassamento 
"irreversibile". Tuttavia la stessa cosa si puo' dire per un solido in 
presenza di difetti estesi: lo sforzo esterno puo' provocare migrazioni 
dei difetti che inducono il comportamento plastico.
Giorgio

conseguente rottura di ergodicita' del sistema.
D'accordo che ormai e` sorpassata la definizione dei materiali
vetrosi come liquidi sottoraffreddati, pero` non mi e` chiaro come
tu lo motivi.
In altre parole, come si puo` conciliare la "devetrificazione" dei
vetri (tutti?) -cioe` il ritorno alla cristallizzazione- con la
inibizione che dici?
-- 
Ciao,		| Attenzione! campo "Reply-To:" alterato ;^)
Remigio Zedda	| E-mail: 
remi...@tiscali.it
 
	-- Linux 2.4.18 su Debian GNU/Linux 3.0 "Woody"


Giorgio Pastore wrote:
 > A me non piace didatticamente perche' mi sembra che metta l' accento su
 > proprieta' di coesistenza tra fasi piuttosto che caratterizzare le
 > stesse. Pero' e' quello che trovi sui libri scolastici e se sul NG
 > qualcuno fa una domanda a riguardo non parto dal presupposto che gli sia
 > familiare il concetto di parametro d' ordine, ordine della transizione
 > etc. a meno che non lo dica esplicitamente.
Beh, non è necessario scendere nei dettagli. Il fatto poi che la
classificazione (che io continuo a chiamare intuitiva) sia presente nei
testi scolastici, vuol dire assai poco (considerando il "livello" di
molti testi).
 > ...
 >
 >> Tra l'altro (ma non solo, la "tua"classificazione diventa scomoda quando
 >> devi definire se un mucchio di sabbia è solida o liquida!
 >
 >
 > Beh, il mucchio di sabbia non e' ne' un sistema omogeneo (fase omogenea)
 > ne' necessariamente un sistema all' equilibrio....
Allora hai bisogno di introdurre altri parametri (proprio quelli che hai
citato); nella classificazione intuitiva ti limiti a parlare di sistemi
che hanno forma e volumi propri (o meno).
 >
 >> Detto questo, il vetro di silice è un liquido sottoraffreddato!
 >
 >
 > Non esattamente. Si distingue tra liquido sottoraffreddato e vetro. Le
 > due cose sono collegate ma non sono la stessa cosa. Nel liquido
 > sottoraffreddato ci sono ancora rilassamenti strutturali in grado p. es.
 > di nucleare un cristallo e portare alla cristallizzazione. Nel vetro
 > questi meccanismi vengono completamente inibiti e restano solo
 > meccanismi di diffusione per hopping estremamente inefficienti con
 > conseguente rottura di ergodicita' del sistema.
Va bene, però a me pare che queste siano distinzioni, senz'altro di
natura quantitativa, ma non "qualitativa" (in senso lato). I meccanismi
che citi, mi pare (non sono uno specialista di vetri, ma di cristalli!)
hanno a che fare con questioni di natura cinetica e non termodinamica
(correggimi se sbaglio) e allora non possono essere considerati in una
classificazione degli stati della materia che, concorderai con me,
devono essere basati su criteri termodinamici. La distinzione che poni
tra liquidi sottoraffreddati e vetri, per quanto legittima e,
sicuramente, di importanza pratica fondamentale, secondo me non trova
riscontro dal punto di vista puramente termodinamico.
 >> Non è che c'è un passaggio "continuo" (che implicherebbe una transizione
 >> di fase con determinate caratteristiche di continuità di certe
 >> grandezze, e di discontinuità di altre, magari non considerate),
 >
 >
 > Non ti seguo. Passaggio continuo vuole dire passaggio continuo NON c'
 > entra alcuna transizione di fase. Ne' di primo ne' di n-esimo ordine.
Mi sono espresso male. Volevo dire che in una transizione di fase
possono essere continue le variazioni di certe grandezze (per esempio,
le derivate prime dell'energia) e discontinue quelle di altre (per
esempio, le derivate seconde). Di qui la classificazione in transizioni
del primo, secondo ordine, ecc...
 >> non c'è
 >> proprio distinzione tra le fasi: un fluido sopra la T critica è un
 >> fluido e basta.
 >
 >
 > Certo. Ma le proprieta' del fluido vicino alla transizione fluido solido
 > sono molto vicine a quelle che si tenderebbe ad associare al liquido.
 > Quelle ad alta temperatura a quelle di un gas e in mezzo non c"e'
 > nessuna transizione brusca.
Si, ma se continui a mantenere una distinzione tra liquido e gas, sopra
la T critica, hai il problema di piazzare un confine tra le due fasi: in
un diagramma P-T, sopra la T critica, dove sta il liquido e dove il gas?
Nel caso del solido-liquido non hai problemi di sorta. Quello che voglio
dire è che sopra la T critica, non è solo che non hai una transizione
brusca: non hai proprio la transizione.
 > Va anche detto che l' apparente cattiva caratterizzazione del liquido
 > rispetto al gas in termini di parametro d' ordine e' tuttora un problema
 > aperto. La possibile esistenza di transizioni liquido-liquido in
 > aggiunta alla liq.-vapore rende la questione ancora piu' intrigante....
 > Ma questa e' un' altra storia.
Già, e che dire dei solidi "quasi-cristallini" e di quelli con strutture
modulate (quelli con strutture" ordinate se descritte in spazi a più di
tre dimensioni, ma senza invarianza traslazionale nel comune spazio
3-D)? Sarebbe interessante sviluppare la teoria di Landau per questi
casi, usando la teoria dei gruppi in spazi n-dimensionali. Qualche anno
fa avevo pensato di mettermi a lavorare su queste cose, ma poi ho
cambiato settore. Sai se qualcuno ci sta lavorando?
Ciao
Mauro P.

 Giorgio
Mi farebbe piacere sapere da te (o qualcun'altro, per non far torto a
nessuno) cosa pensi di cio' che ho esposto in questo post e sulla
suddivisione dei solidi che avevo descritto in quello precedente, in
quanto sto riscrivendo le mie disp. di Chim. Gen. Inorg.: mi faresti/e
un grande favore, s'intende con comodo, tempo, voglia e bonta' vostra
permettendo. Accetto volentieri smentite, ovviamente.
Ciao
