fenomenos de superficie

Instituto Tecnológico de
Saltillo
Métodos para la
medición de la
tensión superficial
por deformación
Ing. Elena Luques
Lidia Gabriela Delgado

Índic
-Introducción
a la
e

deformación
-Método de la gota
pendiente o colgante
-Método de la gota colgada
-Método de la gota giratoria
-Angulo de contacto
-Ley de Tate

Introducción: METODOS BASADOS
SOBRE UNA DEFORMACION
Estos métodos se basan sobre elhecho de que
en ciertas situaciones la tensión superficial o
interfacial tiende a reducir el área interfacial,
mientras que otras fuerzas (gravedad natural o
artificial) tienden a aumentarla.

Metodos para la medición de la
tensión superficial
 Medición de una fuerza
 Basados en la medición de la presión
 Métodos basados en las medidas geométricas o
deformación de una interfase en un campogravitacional
-Método de gota pendiente
-Método de gota colocada
-Método de gota giratoria
-Medición de ángulo de contacto

Método de gota pendiente o
colgante
Cuando se deja colgar una gota de un gotero, se produce
una geometría de equilibrio entre la fuerza de gravedad
que tiende a estirar la gota y la fuerza de tensión que
tiende a encogerla.
Este método es relativamente simple, ya que exigesolamente medir dos longitudes, lo cual se hace fácilmente
con un telemicroscopio o sobre una macrofotografía.

étodo de gota pendiente o colgante
El método se aplica para
tensiones intermedias, ya
que es poco preciso para
tensiones muy altas (la gota
es esencialmente esférica)
y que por otra parte la gota
tiende a descolgarse si la
tensión es muy baja (< 0,01
dina/cm).

Método de gota colgadaCuando la tensión es particularmente baja, la deformación
gravitacional es fuerte y por tanto no se puede usar el método
anterior. Más bien se coloca la gota contra una superficie sólida
(abajo
arriba
la diferenciaaplastada
de densidad
Si laogota
essegún
suficientemente
(r de los fluidos).
>> h), entonces la curvatura en la
extremidad superior o inferior ("polo") es
esencialmente cero, y la distancia hdel
"polo" al "ecuador" es independiente del
diámetro de la gota. En tal caso se puede
deducir la tensión superficial o interfacial
por una relación del tipo:
Donde ∆ρ es la densidad relativa de un fluido
respecto al otro

Sistema de telegoniómetro
para la determinación de la
tensión

El aparato requiere
una celda
termostatada (lo que
permite trabajar a
alta temperatura)

Método de la gotagiratoria
Si se coloca una gota de fluido menos denso
dentro de un tubo lleno de líquido más
denso, y que se hace girar el tubo sobre su
eje de tal forma que la gravedad centrípeta
excede considerablemente la gravedad
natural, se tiene un sistema en el cual el
vector gravedad apunta del eje hacia la
pared del tubo. En tal sistema la fuerza de
gravedad tiende a reunir el fluido menos
denso cerca deleje, lo que resulta en un
alargamiento de la gota, mientras que la
fuerza de tensión tiende a reducir el área

Donde r es el radio de la gota (lo cual se puede
medir con bastante precisión) y ω es la
velocidad angular del tubo
En realidad se usa en general un coeficiente de corrección delante del factor 1/4 para tomar
en cuenta el efecto de lupa que produce la pared del tubo (la cual puede ser muyespesa si
se trata de un capilar). Se requieren tubos especiales con espesor de pared extremadamente
constante para evitar cualquier deformación durante la medición del diámetro de la gota, que
es el valor experimental más crítico (aparece al cubo en la fórmula).

Metodo de la gota giratoria

Medición del Angulo de contacto:
Ecuación de Young. Ángulo de contacto
de Young

Esquema de la región decontacto de una gota
depositada sobre la superficie de un sólido. Las
tensiones interfaciales son representadas
vectorialmente tangentes a su interfaz. A partir de
la componente horizontal del equilibrio de fuerzas
se deduce la ecuación de Young.

Angulo de
contacto
Un líquido se extiende sobre un substrato en forma de
película si la energía del sistema es menor debido a la
presencia de la...