¿Es posible que un líquido sea más denso que un sólido? ¿Junto con un gas que es más denso que un líquido?

Si quiere decir que la misma sustancia podría ser menos densa en la fase sólida que el líquido, entonces tiene su respuesta: sí, agua en su punto de fusión, porque intenta formar una estructura cristalina basada en un conjunto tetraédrico de enlaces, pero esto no puede llenar el espacio sin dejar algunos espacios (a diferencia de decir NaCl que forma cristal cúbico), por lo que ocupa un poco más de espacio que el líquido que no está limitado de esta manera.

Para la fase gaseosa, no, la misma sustancia no puede ser más densa en la fase gaseosa que en la fase líquida. Espere un minuto: seguramente podemos aumentar la densidad de la fase gaseosa comprimiéndola, ¿podemos hacer esto a una presión lo suficientemente alta?

Técnicamente, la fase gaseosa en equilibrio con un líquido se llama vapor, y un vapor puede condensarse aumentando la presión. Entonces, si aumentamos la presión, llegará un punto en el que el vapor se convertirá en líquido y esto será antes de que sea más denso que el líquido. Entonces aumentamos la temperatura para mantenerla en la fase de vapor, pero esto reduce la densidad. Sigue intentándolo y llegamos a lo que se conoce como presión crítica. Más allá de este punto no hay distinción entre líquido y vapor, es lo que se conoce como fluido supercrítico.

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Para líquidos, bastante posible. Incluso para gases.

Para soluciones más fáciles, calcule la densidad PROMEDIO. Las espumas tienen una densidad media de amante que la mayoría de los líquidos. Las esponjas en vacío podrían tener una densidad promedio menor que algunos gases (ver aerogeles).

Algunos datos de densidad a temperatura ambiente:

Hg (líquido): 13.534 g / l,

Hierro: 7.840 g / l

agua ~ 1.000 g / l

H2 líquido: ~ 70 g / l (enfriado, por debajo de la temperatura ambiente)

UF6 (fluoruro de urano) 13 g / l (gas).

Radón: 9,73 g / l

Xenón: 5.891 g / l

Aerogel de sílice 1,9 g / l (sólido, esponja, niebla congelada).

James Max

Cuando la mayoría de los líquidos se congelan, la fase sólida es más densa que el líquido, por lo que se hunde. Una excepción importante a esto es el agua. Cuando el agua se enfría, desde 10 ° C, por ejemplo, se contrae, como todo lo demás, pero a medida que pasa a 4 ° C, ¡comienza a expandirse, a medida que se enfría! Esto se llama el “comportamiento anómalo” del agua. Cuando se congela, se expande nuevamente. Esto se debe a que la estructura cristalina del hielo es una disposición más abierta que la que tiene como líquido. La expansión de 4 a 0 ° C es el agua que se prepara para congelarse, donde comienzan a aparecer más estructuras abiertas.

Entonces, el agua es un buen ejemplo de algo en que la fase sólida es menos densa que en su fase líquida.

En cuanto a encontrar un gas que sea más denso que un líquido, considero que esto es imposible, siempre que nos mantengamos en condiciones normales, lo que descartaría líquidos a bajas temperaturas o gases a altas presiones y bajas temperaturas.

En general, es cierto que las partículas en un gas (átomos o moléculas) están aproximadamente 10 veces más separadas que en un líquido. Para masas similares, eso hace que los líquidos sean 1000 veces más densos que los gases, inmediatamente. Si M es la masa atómica de las partículas líquidas, ym es la masa atómica de las partículas de gas. Para que el gas sea más denso, entonces; m> 1,000 M. Incluso con M baja, una molécula de masa mayor que 1000 M, que también es un gas en condiciones normales, es inconcebible. Una molécula tan grande sería un sólido a temperatura ambiente. Sería una macromolécula; ya sea un polímero sintético o natural.

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