Tensión superficial

Tensión superficial:
Tendencia de un líquido a disminuir su superficie hasta un punto en que su energía de superficie hasta un punto en que su energía de potencial es mínima

Una capa de líquidocontenido dentro de una estructura de alambre ABCD

Considerando una capa de líquido contenido dentro de una estructura de alambre ABCD. El lado CD=1, es móvil. Se requiere una fuerza f paradesplazar el alambre CD contra la tensión superficial que actúa en la película a lo largo de CD. El trabajo (W) para mover el alambre es:
W=fx

W=fx=2γlx Contrarrestado por la tensión superficial enCD

γ=f2l, Fuerza en dinas que actúa en 1 cm de longitud de superficie

Donde 2lx es el área de la nueva superficie del líquido, ΔA

W=γ2lx=γΔA

γ=WΔΑ, Trabajo en ergios necesario para formar1cm2 de área superficial

γ [dinas/cm]= [mN/m]

Ecuación de Young-Laplace
* Para una burbuja de radio R
Energía libre superficial total,
S=4πγR2
Cambio de la energía libre superficialcuando hay disminución del radio dR,
8πγRdR
Diferencia de presión a través de la película, lo cual contrarresta la contracción,
Δp=pliq-pgas
Trabajo en contra de la diferencia de presión,W=FdR,
F=ΔpA=Δp4πR2
W=4πR2ΔpdR=8πRγdR
Δp=p2-p1=2γR

* Para una interfase plana, R→∞ Δp→0
* Para superficies no esféricas con radios de curvatura R1 y R2
Δp=γ1R1+1R2
Depresión y elevacióncapilar

γ=ρ2-ρ1ghR2
Ángulo de contacto
* Cóncavo:
Si 0°≤θFcohesión. Ej.: Agua

Relación entre el radio de curvatura R y el radio del capilar r:
rR=sinφ=sinθ-90°=-cosθ
R=-rcosθγ=ρ2-ρ1rgh2cosθ
* Convexo:
Si 90°Fadhesion. Ej.: Mercurio

Sustituyendo h por H,
γ=ρ2-ρ1rgH2cosθ
Si el radio de curvatura disminuye lo suficiente, se hace igual al radio del capilar, θ=0γ=ρ2-ρ1rgH2

Trabajo de cohesión
Wc=2γA

Trabajo de adhesión entre dos líquidos inmiscibles. Ecuación de Dupré

Wa=γA+γB-γA/B

Ecuación de Eötvös | γMρL23=ktc-t | γ:tensión superficial a la...