Como influye la temperatura en la densidad de un liquido:
Agua pura
La densidad del agua líquida es de aproximadamente 1.0 g / mL. El cuadro de la derecha muestra la densidad en kg / m3. Divida por 103 para obtener la densidad en g / mL.
Veamos la densidad del agua a 25 ° C y compárese con una temperatura más alta, 80 ° C. La densidad disminuye de 0.9970 g / mL a 0.9718 a medida que se calienta. Esto tiene sentido porque, a medida que se agrega calor al agua líquida, hay una mayor energía cinética de las moléculas y también hay más vibraciones de las moléculas de agua. En conjunto, esto significa que cada unidad de H2O en agua líquida ocupa más espacio a medida que aumenta la temperatura.
Vemos la misma tendencia al pasar de agua líquida a 25 ° C (0.9970 g / mL) a agua líquida a 4 ° C (0.99997 g / mL). La densidad aumenta a medida que la temperatura disminuye.
Por debajo de 4 grados C, sin embargo, la densidad disminuye nuevamente. ¿Comó podemos explicar esto?
Recuerde que el agua líquida y el agua sólida tienen la misma red de bonos. El agua líquida a 25 grados rompe tan rápidamente los enlaces entre las unidades de H2O y las reforma como moléculas de agua extra que quedan atrapadas dentro de la red de agua. Esta es la razón por la cual el agua líquida es más densa que el agua sólida.
Los enlaces en el agua se rompen más lentamente a medida que la temperatura disminuye y la estructura tiende a atrapar menos moléculas de agua adicionales. A baja temperatura, la mayor parte del agua tiene el mismo enrejado que el hielo.
Wikipedia, Densidad del agua
Es posible tener agua líquida a temperaturas muy por debajo de 0 ° C. Las moléculas en este agua sobreenfriada se pueden mover libremente. Los bonos están hechos y rotos. La estructura de largo alcance no es perfecta, pero la estructura de corto alcance del agua sobreenfriada se parece mucho al hielo. Agregar un cristal al agua sobreenfriada provoca la formación instantánea de hielo.
Otros líquidos puros
El etanol puro, CH3CH2OH, es otro líquido puro. Es similar al agua en que es polar, con un momento dipolar permanente, y forma enlaces de hidrógeno consigo mismo. Sin embargo, no tiene el mismo tipo de celosía tridimensional que el agua.
La tabla de la derecha tiene una densidad de etanol de 3 a 40 grados C en g / ml. Podemos ver que la densidad disminuye con la temperatura a través de este rango. A diferencia de la situación con el agua, no hay un punto de densidad máxima.
La mayoría de los otros líquidos puros son como el etanol a este respecto.
Las soluciones muestran el comportamiento típico del líquido puro con la temperatura, pero la densidad también se ve fuertemente afectada por la cantidad de material disuelto.