Liste algumas propriedades de líquidos e sólidos que refletem a diferença no grau de ordem nos dois estados.
Líquidos são fluidos e tomam a forma de seu recipiente. Sólidos são rígidos, têm seu próprio volume e não fluem. Sólidos são geralmente mais densos que líquidos, indicando menos espaço vazio e um maior grau de ordem. A água é uma exceção notável.

Passo 1

O enunciado pede para compararmos líquidos e sólidos a partir do grau de ordem de seus constituintes. Esse tema está em física da matéria condensada, que estuda como a organização atômica ou molecular influencia propriedades macroscópicas.

Passo 2

Em nível estrutural, sondamos o grau de ordem pelo arranjo das moléculas:
– Em sólidos cristalinos há ordem de longo alcance, isto é, o padrão atômico se repete periodicamente em toda a amostra.
– Em líquidos só existe ordem de curto alcance, as moléculas mantêm vizinhanças típicas, mas não há repetição estrutural além de poucos vizinhos.

Passo 3

A diferença no arranjo reflete diretamente nas propriedades mecânicas:
– Sólidos suportam tensão de cisalhamento (têm módulo de cisalhamento não nulo) e são rígidos.
– Líquidos não suportam cisalhamento estático (módulo de cisalhamento zero): fluem e tomam a forma do recipiente.

Passo 4

O grau de ordem altera a densidade e o espaço livre:
– Sólidos cristalinos costumam ter maior densidade porque o empacotamento é mais eficiente.
– Em líquidos existe mais espaço vazio entre moléculas, resultando em compressibilidade ligeiramente maior (embora ambos sejam pouco compressíveis).

Passo 5

Outras propriedades sensíveis ao grau de ordem são difusão e viscosidade:
– Em líquidos as moléculas trocam de lugar facilmente, o que leva a coeficientes de difusão e viscosidades finitas e geralmente baixas.
– Em sólidos a difusão é muito lenta (transportes atômicos ocorrem por defeitos ou a altas temperaturas) e a viscosidade efetiva é muito alta (não fluem).

Resposta

  1. Ordem estrutural: sólonga alcance em sólidos versus curto alcance em líquidos.
  2. Rigidez: sólidos têm módulo de cisalhamento \neq 0; líquidos têm módulo de cisalhamento =0 (fluem).
  3. Densidade e empacotamento: sólidos geralmente mais densos; líquidos apresentam mais espaço livre.
  4. Compressibilidade: líquidos são ligeiramente mais compressíveis que sólidos devido a espaços vazios.
  5. Difusão/viscosidade: alta difusão e baixa viscosidade em líquidos; mínima difusão e “viscosidade efetiva” enorme em sólidos.
  6. Exceção da água: ao congelar, a água forma gelo menos denso (grau de ordem diferente), invertendo a regra geral.

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