Fisica de calor

TENSIÓN SUPERFICIAL
Cuando se ponen en contacto dos fases distintas (por ejemplo gas-líquido, gas-sólido, sólido-líquido, etc.) existe una superficie de separación entre ellas denominada interface.La interface constituye una zona de discontinuidad en la homogeneidad molecular. Por ello, las moléculas de la interface tienen propiedades particulares que dan lugar a fenómenos tales como laformación de gotas o la capilaridad y que se conocen como fenómenos de superficie. En función del tipo de fases que se encuentren en contacto podremos tener distintas interfaces. Por ejemplo, en lasuperficie de un líquido, se produce un cambio de densidad considerable entre el propio líquido y el vapor del líquido adyacente. Algo parecido sucede en las paredes del recipiente (sólido) que contieneel líquido o de las superficies de los cuerpos sólidos introducidos en él. Nos centraremos en las fases gas-líquido, líquido-sólido y gas-sólido por ser las más frecuentes.

En la figura, serepresentan las fuerzas de atracción intermoleculares que actúan sobre moléculas situadas en el interior y en la superficie de un líquido en contacto con el aire ambiente. Mientras que las del interior estánrodeadas uniformemente por otras moléculas resultando la fuerza neta cero, las situadas en la superficie carecen de esta uniformidad por lo que experimentan una fuerza resultante hacia el interiordel líquido que está equilibrada por las fuerzas repulsivas entre las moléculas.

Como consecuencia, para aumentar la superficie de un líquido y, por tanto, para llevar moléculas a la superficie hayque realizar un trabajo contra estas fuerzas atractivas aumentando la energía potencial del sistema. El trabajo realizado es

proporcional al aumento de la superficie y al coeficiente de tensiónsuperficial(en el S.I. se mide en )

Teniendo en cuenta, por otra parte, que el trabajo W se puede escribir como, , y que , siendo l una longitud característica del sistema líquido respecto de la...