ingenieria

Fenómenos superficiales
Sistemas de dos fases:
Líquido - gas REGIÓN
Líquido – líquido INTERFACIAL
Sólido líquido
Tensión superficial
Fuerza normal al plano superficial dirigida hacia el interior de la fase y que tiene origen en la descomposición de fuerzas que existen entre las moléculas de la región superficial.

Es la fuerza porcm que actúa sobre la superficie y que se opone a la expansión del área de la misma

Se designa por:

Por lo tanto, dado que hay dos superficies líquidas:
Unidades de la tensión superficial Sistema CGS: dinas/cm
¿Cuáles son las causas de la tensión superficial?
La tensión superficial es causada por los efectos de las fuerzas intermoleculares que existen en la interfase. La tensiónsuperficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. Líquidos cuyas moléculas tengan fuerzas de atracción intermoleculares fuertes tendrán tensión superficial elevada.
Energía superficial: La energía de una molécula de la superficie de un sólido es mayor que la energía de una molécula al interior. Para llevar una molécula del interior de la superficie de unsólido debe suministrársele energía.
Moléculas superficiales están unidas sólo en un 75% con respecto a una molécula al interior del líquido.
Una superficie líquida tiende a reducir su área al mínimo debido a las fuerzas sin balancear en la superficie.
Las moléculas de la superficie son energéticamente más ricas y es necesario realizar trabajo para llevar moléculas desde el interior de la fasehasta la superficie.
Métodos para determinar la tensión superficial
- Ascenso y descenso capilar.
ESTATICOS: - Determinación de la forma de
- gotas y burbujas.

- Peso de la gota.
DINAMICOS: - Anillo de De Nouy.
- Presión máxima de burbuja.

Métododel Ascenso y Descenso Capilar
Un tubo capilar de radio r, se sumerge en un recipiente lleno de líquido de densidad .El líquido al mojar las paredes del tubo, asciende. Se mide h o altura que asciende.

Se define el ángulo de contacto como: Angulo en el líquido entre la pared del tubo y la tangente a la superficie del líquido en la pared.

Relación entre el radio de curvatura R y elradio del tubo r:
sen  = r/R = sen ( - 90o) = - cos 
R = - r/cos 

En el capilar, el líquido se eleva hasta que la fuerza debida a la tensión superficial, que tiende a atraer el líquido hacia arriba, es contrarrestada por la fuerza de gravedad que lo empuja hacia abajo.
F1= fuerza ejercida hacia arriba

F2= fuerza ejercida hacia abajoEn el equilibrio:
F1= F2



Si=
Para sistemas
L-G
Algunos líquidos, como el agua, mojan las paredes del tubo capilar, por lo tanto el ángulo de contacto es aproximadamente 0º. En este caso el líquido adherido a las paredes atrae el líquido hacia arriba: ASCENSO CAPILAR.
En el caso del mercurio, no moja las paredesdel vidrio, por lo tanto el ángulo de contacto es aproximadamente 180º. En este caso la tensión superficial rechaza al líquido hacia abajo: DESCENSO CAPILAR.
Ascenso capilar
Sencillo
Cuando un líquido se encuentra confinado dentro de un tubo capilar, éste forma un menisco cuya forma depende del ángulo de contacto y, dependiendo del valor de éste ángulo, ascenderá o descenderá. Si el ángulo decontacto es < 90° el líquido muestra ascenso capilar, en caso contrario se presenta descenso capilar.



Capilar hidrófilo Capilar hidrófobo

Entre los requisitos necesarios para que el método sea confiable están:
El menisco debe ser hemisférico.
El diámetro del capilar debe ser uniforme.
El diámetro del capilar debe ser suficientemente ancho como para eliminar efectos de...