Tension Superficial

Tensión Superficial

¿Cómo se manifiesta la Tensión Superficial?
La tensión superficial es la responsable de la resistencia que un líquido presenta a la penetración de su superficie, de la tendencia a la forma esférica de las gotas, del ascenso de los líquidos en los tubos capilares, de la flotación de objetos u organismos en su superficie del agua, a pesar de ser más densos que ella, delmenisco que se forma en los recipientes cilíndricos, que también son consecuencia de la polaridad de la molécula.
¿A qué se debe este comportamiento?
Este comportamiento se debe a las fuerzas intermoleculares en los líquidos, hay una diferencia entre las fuerzas en el interior de un líquido y en la superficie. Las moléculas del interior tienen un estado energético más bajo que las de lasuperficie. Una molécula en el interior de un líquido está sometida a la acción de fuerzas atractivas de cohesión en todas las direcciones, siendo la resultante de todas ellas una fuerza nula. Pero si la molécula está situada en la superficie del líquido, está sometida a la acción de fuerzas de cohesión que no están equilibradas cuya resultante es una fuerza perpendicular a la superficie dirigida haciael interior del líquido. La tendencia del sistema será disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible.
Por eso las moléculas de la superficie tienen más energía que las moléculas interiores y tienden a irse al seno del líquido; por tal razón, la superficie tiende a contraerse oreducirse formando una tensión en la superficie y ocupar el área más pequeña posible.
Definimos entonces Tensión Superficial como:
La energía ó trabajo que hay que realizar para aumentar la superficie por unidad de área de un líquido.
Esta definición implica que el líquido presenta una resistencia para aumentar su superficie. Es por esto, que se genera un especie de membrana en la capa exterior dellíquido.


La tensión superficial actúa como una fuerza que se opone al aumento de área del líquido; se mide en dinas/cm o en ergios/cm2. Es la fuerza en dinas necesaria para romper una película de 1 cm de longitud. El agua a 20°C tiene una tensión superficial de 72.8 dinas/cm comparado con 22.3 para etil alcohol y 465 para el mercurio. La energía superficial por centímetro cuadrado serepresenta con la letra griega gamma (ƴ).
¿Cómo medimos la Tensión Superficial?
Ya que la tendencia natural, de un líquido, es reducir su superficie, cualquier intento de aumentar ésta, requiere de la realización de un trabajo.
La magnitud de esta fuerza puede medirse por la fuerza necesaria para elevar de la superficie del líquido un anillo de alambre. Si S es la tensión superficial del líquidoa ambos lados del alambre, la fuerza total F, requerida para levantar el alambre, será:
F =  (D)(2S)
En donde D es el diámetro del anillo. Por consiguiente, la tensión superficial S estará dada por: S = F / 2 D[Imagen]

Otros métodos utilizados para medir la tensión superficial.
Ecuación de la Capilaridad de Laplace:
Indica que existe una diferencia de presión de parte y otra de unainterfase curva.
ΔP = γ H
donde H es la curvatura promedia de la interfase en el punto.
La curvatura promedia se obtiene como el promedio entre las dos curvaturas principales R1 y R2 en el punto:
H = 1/R1 + 1/R2
Si la interfase es esférica, lo que puede considerarse el caso si la gravedad no deforma la interface (caso de un radio de curvatura pequeño), entonces:
ΔP = 2ƴ/RCapilaridad:
El fenómeno de ascenso o descenso de un líquido en un tubo capilar recibe el nombre de capilaridad.
Veamos la columna de un líquido como el agua, que asciende por un tubo capilar. La superficie del líquido forma un ángulo con las paredes del tubo que, recibe el nombre de ángulo de contacto. El líquido asciende dentro del tubo de pequeño diámetro hasta que la presión hidrostática...