Flüssigkeiten

Flüssigkeiten, Substanzen im flüssigen Aggregatzustand. Hier sind die Moleküle weniger weit voneinander entfernt als im gasförmigen Zustand, aber nicht ganz so dicht und gleichmäßig gepackt wie im festen Zustand. Untersuchungen mit Hilfe der Beugung von Röntgenstrahlen bewiesen jedoch eine gewisse Regelmäßigkeit der Anordnung im Bereich einiger Moleküldurchmesser. In einigen Flüssigkeiten zeigen die Moleküle eine bevorzugte Orientierung, so dass bestimmte Eigenschaften (etwa der Brechungsindex) anisotrop sind, d. h. von der Beobachtungsrichtung abhängen. Bei entsprechenden Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Druck können die meisten Substanzen im flüssigen Zustand vorliegen. Einige Festkörper sublimieren jedoch, gehen also vom festen direkt in den gasförmigen Zustand über (siehe Verdampfung). Die Dichte einer Flüssigkeit ist gewöhnlich etwas geringer als die der gleichen Substanz als Feststoff. Bei einigen Substanzen, darunter Wasser, hat die Flüssigkeit aber eine höhere Dichte.

Eine charakteristische Eigenschaft von Flüssigkeiten ist ihre Zähigkeit oder Viskosität, aufgrund der sie dem Fließen einen Widerstand entgegensetzen. Die Viskosität einer Flüssigkeit wird mit steigender Temperatur kleiner und mit zunehmendem Druck größer. Außerdem wird die Viskosität durch den Aufbau bzw. die Komplexität der Moleküle der Flüssigkeit bestimmt. So haben verflüssigte Edelgase, deren Teilchen einzelne Atome sind, eine geringe Viskosität, während Öle recht zähflüssig sind. Der Druck, den der Dampf einer Substanz im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit ausübt, heißt Dampfdruck. Er ist für jede Substanz charakteristisch und hängt stark von der Temperatur ab. Zu den kennzeichnenden Eigenschaften einer Substanz im flüssigen Zustand gehören auch der Siedepunkt, der Gefrierpunkt und die Verdampfungswärme (das ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um eine bestimmte Menge der Flüssigkeit zu verdampfen). Bei ausreichend hohem Druck kann man eine Flüssigkeit auch über den Siedepunkt erhitzen, ohne dass Verdampfung eintritt. Man spricht dann von einer überhitzten Flüssigkeit. Entsprechend liegt eine unterkühlte Flüssigkeit vor, wenn sie ohne Gefrieren unter den Schmelzpunkt abgekühlt wurde (siehe Unterkühlung).

Durch geeignete Zusätze gelang es Flüssigkeiten zu erzeugen, die durch das Anlegen elektrischer Felder oder dem Einfluss magnetischer Felder erstarren. Durch Abschaltung ließ sich dieser Vorgang wieder rückgängig machen. Diese so genannten magneto- und elektro-rheologischen Flüssigkeiten könnten Anwendungen in hydraulischen Systemen, Stoßdämpfern oder auch in medizinischen Geräten finden.