¿Es posible, en la Tierra, en un clima confortable para los humanos, que un líquido especial sea más ligero que el aire?

El aire está compuesto de una mezcla de nitrógeno, oxígeno, helio y argón en su mayoría.

Entonces, sea cual sea el líquido que esté planeando hacer, para que sea LTA, debe ser más liviano que esos elementos / compuestos.

1 litro de aire pesa aproximadamente 1.286 gramos.

Los líquidos son generalmente más densos que los gases y tienen fuerzas intramoleculares que unen sus átomos / moléculas. La densidad es proporcional a la presión (cuanto más bajo presión, más densa), e indirectamente proporcional a la temperatura (cuanto más caliente, menos densa).

La temperatura más alta a la que puede existir un líquido dado es su temperatura crítica cuando pasa a un gas. Un gas puede ser comprimido pero un líquido es incompresible y tiene una densidad constante. Básicamente, agregar energía al sistema termodinámico provoca el cambio de estado donde las fuerzas intramoleculares ya no mantienen las moléculas juntas y sus moléculas liberadas más ligeras flotan / se elevan / se impulsan hacia el aire.

Sin embargo, un fluido supercrítico (SCF) es un gas cuya temperatura y presión están por encima de la temperatura crítica y la presión crítica, respectivamente. En este estado, la distinción entre líquido y gas desaparece. Un fluido supercrítico tiene las propiedades físicas de un gas, pero su alta densidad confiere propiedades solventes en algunos casos, lo que conduce a aplicaciones útiles. (por ejemplo, el dióxido de carbono supercrítico se usa para extraer cafeína para hacer café descafeinado).

Hay sólidos como el aerogel que tienen menor densidad que el aire. Sin embargo, el aire impregna los espacios en el sólido, lo que evita que flote. Si de alguna manera hicieras el aire sólido, entonces flotaría …

Entonces, tal vez podría hacer un LTA fluido supercrítico, no estoy seguro de si es posible.
Sin embargo, supongo que necesitarías usar compuestos / elementos ligeros.

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Pero como su pregunta no asume que el aire es gaseoso, primero podríamos convertir el aire en aire líquido, y luego podríamos congelarlo también en aire sólido (pero necesitamos una temperatura realmente baja de 58 K). Esa podría ser la forma más fácil de hacer un poco de líquido “más ligero que el aire”.

Si puede imaginar un lugar que es realmente frío y bajo mucha presión, por ejemplo, en el espacio en un agujero negro o en el fondo del océano, podría hacer que un gas sea más denso que el líquido.

La densidad del aire líquido en la composición estándar se calcula por el porcentaje de los componentes y sus respectivas densidades líquidas.

El aire líquido tiene una densidad de aproximadamente 870 kg / m³.
El líquido más ligero es el hidrógeno líquido a 70.8 kg / m³
Por ejemplo, de acuerdo con la ley de los gases ideales (para aire seco: P = ρRT, R = 287 J / kg / K),
podríamos congelar / condensar aire líquido para producir aire seco con una densidad de 1 kg / m³, que es la misma densidad que el agua.

El amoníaco es más ligero que el agua (menos masa molar) y el helio superlíquido (a 4K). Hay muchos líquidos (como los aceites) que son menos densos que el agua, por lo que flotarán en la parte superior, incluso si su masa molar es mayor. Por lo tanto, es posible tener un líquido LTA si considera los estados líquidos y sólidos del aire.

Fuentes:
Estado de la materia,
UCSB Science Line,
https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2xof9k/could_a_low_density_solid_float_in_a_gas/,
Aire líquido
Propiedades de los líquidos.

A temperaturas normales y presión atmosférica, los líquidos están densamente empaquetados con sus moléculas deslizándose lado a lado. Los átomos o moléculas simples son típicamente de 0.2 a 0.3 nanómetros de diámetro. Por otro lado, los átomos o moléculas en gases en condiciones similares están en promedio a una distancia de aproximadamente 3 nanómetros en cada dirección, lo que significa que están aproximadamente 10 veces más densamente empaquetados por [matemática] x [/ matemática], [matemática] y [/ matemática ] o [matemática] z [/ matemática] coordenada: es decir, aproximadamente 1000 veces más partículas en un líquido que en un gas del mismo volumen. Dejándote conclusiones finales.

No, no puede: en un líquido, cada molécula está bastante cerca de sus vecinos (no es cierto para un gas). Entonces el líquido de menor densidad es el hidrógeno líquido; pero incluso el hidrógeno líquido sería mucho más denso que el aire (al menos el aire ordinario).

Estoy de acuerdo con “No”, pero no “por definición”.

El líquido más ligero es el hidrógeno líquido (por debajo de 20 K aproximadamente, a presión atmosférica, por lo que no es cómodo para los humanos). Todavía es mucho más pesado que el aire, así que “no va a suceder”.

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