ley de jurin

García López Marisa
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Ley de Jurín (aplicaciones a la vida)
James Jurín fue un físico británico, además de médico y matemático, recordado por su trabajo relacionado con los tubos capilares.
Jurín enunció la ley por la que es conocido en 1718, donde mostraba la relación que hay del ascenso o descenso del agua dentro de un tubo capilar, en función de su diámetro, cuando se introduce en dicholíquido.
Para empezar, ¿Qué es la capilaridad?
La capilaridad es un proceso de los fluidos que depende de su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
Jurín habló de los tubos capilares y un tubo capilar es una conducción de fluido muy estrecha y de pequeña sección circular. Su nombre seorigina por la similitud con el espesor del cabello. Es en estos tubos en los que se manifiestan los fenómenos de capilaridad. Pueden estar hechos de distintos materiales: vidrio, cobre, aleaciones metálicas, etc., en función de su uso o aplicación.
Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesióndel líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad.
Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de unlíquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.
Tenemos que la masa líquida es directamente proporcional al cuadrado del diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto succionará el líquido en una longitud mayor que un tubo ancho. Así, un tubo de vidrio de 0,1 mm dediámetro levantará una columna de agua de 30 cm. Cuanto más pequeño es el diámetro del tubo capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada. En capilares de 1 µm (micrómetro) de radio, con una presión de succión 1,5 × 103 hPa (hectopascal = hPa = 1,5 atm), corresponde a una altura de columna de agua de 14 a 15 m.
Dos placas de vidrio que están separadas por una película de agua de 1 µmde espesor, se mantienen unidas por una presión de succión de 1,5 atm. Por ello se rompen los portaobjetos humedecidos al intentar separarlos.
Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares del líquido exceden a las existentes entre el líquido y el sólido, por lo que se forma un menisco convexo y la capilaridad trabaja en sentido inverso.
Las plantassuccionan agua subterránea del terreno por capilaridad, aunque las plantas más grandes requieren de la transpiración para desplazar la cantidad necesaria.
Ejemplo: el popote en un refresco cuando lo lanzas con fuerza hacia abajo y sube con la presión del refresco.
Ley de Jurín
La ley de Jurin define la altura que se alcanza cuando se equilibra el peso de la columna de líquido y la fuerza de ascensiónpor capilaridad. La altura h en metros de una columna líquida está dada por la ecuación:

donde:
= tensión superficial interfacial (N/m)
θ = ángulo de contacto
ρ = densidad del líquido (kg/m³)
g = aceleración debida a la gravedad (m/s²)
r = radio del tubo (m)
Para un tubo de vidrio en el aire a nivel del mar y lleno de agua,
= 0,0728 N/m a 20 °C
θ = 20°
ρ = 1000 kg/m³
g = 9,80665 m/s²Entonces, la altura de la columna de agua, en metros, será:
.
Por ejemplo, en un tubo de 1 mm de radio, el agua ascenderá por capilaridad unos 14 mm.



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