Uno dei quattro stati di aggregazione della materia è lo stato liquido. In esso le molecole non hanno una posizione propria ma si scambiano di posto pur mantenendo una distanza media invariata. Quest’ultima si definisce distanza intermolecolare.

Le molecole restano unite grazie a due tipi di forza che danno vita a fenomeni fisici distinti. La forza che tende ad unire molecole della stessa specie è chiamata coesione. Quella che tiene unite molecole differenti adesione.

Coesione e adesione agiscono in simultanea. In particolare un corpo si bagna quando l’adesione supera la coesione.

Fenomeni di Superficie

Immagino abbiate già visto in un qualche documentario come alcuni insetti riescano a camminare sull’acqua. Questo, avviene grazie ai cosiddetti fenomeni di superficie.

In effetti l’acqua è simile ad una membrana in tensione. I fenomeni di superficie si presentano alle superfici di contatto tra due fasi omogenee diverse, prendete ad esempio le bolle di acqua saponata.

Una linea di contatto è una linea comune a tre fasi,

e quando ci troviamo nel caso di una goccia di liquido che galleggia nell’acqua, abbiamo che deve valere la condizione di equilibrio τ₁₂+τ₃₁+τ₂₃=0.

Tale condizione implica delle disuguaglianze triangolari del tipo τ₃₁>τ₂₃₊τ₁₂ che non sempre vengono soddisfatte come ad esempio accade con le gocce di olio in acqua, ed è per questo che si verifica l’espansione dell’olio

Quando invece la linea di contatto è quella comune ad una fase solida, liquida ed aeriforme la condizione di equilibrio implica che R+τ₁₂+τ₃₁+τ₃₂=0, ove R rappresenta la reazione della parete solida e ad essa perpendicolare. Ne risulta che all’equilibrio τ₁₂+τ₃₁+τ₃₂ deve essere perpendicolare alla parete, cosa che si verifica per un particolare valore dell’angolo α ovvero, l’angolo di raccordo parete-liquido.

La somma τ₁₂+τ₃₁+τ₃₂ deve avere necessariamente componente nulla secondo la superficie solida ovvero τ₃₁=τ₂₃+τ₁₂cosα; cos α>0 se τ₃₁ > τ₂₃ ovvero quando la tensione solido-aeriforme supera quella solido-liquido. Abbiamo di conseguenza che se α < π/2 il liquido bagna la parete, se α è nullo il liquido bagna perfettamente la parete e infine, se α > π/2 il liquido non bagna la parete