tencion superficial
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Publicado: 23 de octubre de 2013
Tensión superficial en los líquidos
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Fluidos
marca.gif (847 bytes)Tensión superficial
Gotas. Ley de Tate
Presión producida por la
curvatura de una superficie
Tensión superficial de una
pompa de jabón (I)
Tensión superficial de una
pompa de jabón (II)
Método de la burbuja
Fenómenos capilares
Forma de la cuerdaCoeficiente de tensión superficial
Medida de la tensión superficial de un líquido
Referencias
En un fluido cada molécula interacciona con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares es relativamente pequeño, abarca a las moléculas vecinas más cercanas. Vamos a determinar de forma cualitativa, la resultante de las fuerzas de interacción sobre una molécula que seencuentra en
A, el interior del líquido
B, en las proximidades de la superficie
C, en la superficie
tension_1.gif (3097 bytes)
Consideremos una molécula (en color rojo) en el seno de un líquido en equilibrio, alejada de la superficie libre tal como la A. Por simetría, la resultante de todas las fuerzas atractivas procedentes de las moléculas (en color azul) que la rodean, será nula.
Encambio, si la molécula se encuentra en B, por existir en valor medio menos moléculas arriba que abajo, la molécula en cuestión estará sometida a una fuerza resultante dirigida hacia el interior del líquido.
Si la molécula se encuentra en C, la resultante de las fuerzas de interacción es mayor que en el caso B.
La fuerzas de interacción, hacen que las moléculas situadas en las proximidades de lasuperficie libre de un fluido experimenten una fuerza dirigida hacia el interior del líquido.
Como todo sistema mecánico tiende a adoptar espontáneamente el estado de más baja energía potencial, se comprende que los líquidos tengan tendencia a presentar al exterior la superficie más pequeña posible.
Coeficiente de tensión superficial
tension_2.gif (2682 bytes) Se puede determinar laenergía superficial debida a la cohesión mediante el dispositivo de la figura.
Una lámina de jabón queda adherida a un alambre doblada en doble ángulo recto y a un alambre deslizante AB. Para evitar que la lámina se contraiga por efecto de las fuerzas de cohesión, es necesario aplicar una fuerza F al alambre deslizante.
La fuerza F es independiente de la longitud x de la lámina. Si desplazamosel alambre deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá invertido en incrementar la energía interna del sistema. Como la superficie de la lámina cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido se han trasladado a la superficie reciéncreada, con el consiguiente aumento de energía.
Si llamamos a g la energía por unidad de área, se verificará que
la energía superficial por unidad de área o tensión superficial se mide en J/m2 o en N/m.
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzasde cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
Tensión superficial de los líquidos a 20ºC
Líquido g (10-3 N/m)
Aceite de oliva 33.06
Agua 72.8
Alcohol etílico22.8
Benceno 29.0
Glicerina 59.4
Petróleo 26.0
Fuente: Manual de Física, Koshkin N. I. , Shirkévich M. G.. Editorial Mir (1975)
Medida de la tensión superficial de un líquido
El método de Du Nouy es uno de los más conocidos. Se mide la fuerza adicional ΔF que hay que ejercer sobre un anillo de aluminio justo en el momento en el que la lámina de líquido se va a romper.
La...
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Fluidos
marca.gif (847 bytes)Tensión superficial
Gotas. Ley de Tate
Presión producida por la
curvatura de una superficie
Tensión superficial de una
pompa de jabón (I)
Tensión superficial de una
pompa de jabón (II)
Método de la burbuja
Fenómenos capilares
Forma de la cuerdaCoeficiente de tensión superficial
Medida de la tensión superficial de un líquido
Referencias
En un fluido cada molécula interacciona con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares es relativamente pequeño, abarca a las moléculas vecinas más cercanas. Vamos a determinar de forma cualitativa, la resultante de las fuerzas de interacción sobre una molécula que seencuentra en
A, el interior del líquido
B, en las proximidades de la superficie
C, en la superficie
tension_1.gif (3097 bytes)
Consideremos una molécula (en color rojo) en el seno de un líquido en equilibrio, alejada de la superficie libre tal como la A. Por simetría, la resultante de todas las fuerzas atractivas procedentes de las moléculas (en color azul) que la rodean, será nula.
Encambio, si la molécula se encuentra en B, por existir en valor medio menos moléculas arriba que abajo, la molécula en cuestión estará sometida a una fuerza resultante dirigida hacia el interior del líquido.
Si la molécula se encuentra en C, la resultante de las fuerzas de interacción es mayor que en el caso B.
La fuerzas de interacción, hacen que las moléculas situadas en las proximidades de lasuperficie libre de un fluido experimenten una fuerza dirigida hacia el interior del líquido.
Como todo sistema mecánico tiende a adoptar espontáneamente el estado de más baja energía potencial, se comprende que los líquidos tengan tendencia a presentar al exterior la superficie más pequeña posible.
Coeficiente de tensión superficial
tension_2.gif (2682 bytes) Se puede determinar laenergía superficial debida a la cohesión mediante el dispositivo de la figura.
Una lámina de jabón queda adherida a un alambre doblada en doble ángulo recto y a un alambre deslizante AB. Para evitar que la lámina se contraiga por efecto de las fuerzas de cohesión, es necesario aplicar una fuerza F al alambre deslizante.
La fuerza F es independiente de la longitud x de la lámina. Si desplazamosel alambre deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá invertido en incrementar la energía interna del sistema. Como la superficie de la lámina cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido se han trasladado a la superficie reciéncreada, con el consiguiente aumento de energía.
Si llamamos a g la energía por unidad de área, se verificará que
la energía superficial por unidad de área o tensión superficial se mide en J/m2 o en N/m.
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzasde cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
Tensión superficial de los líquidos a 20ºC
Líquido g (10-3 N/m)
Aceite de oliva 33.06
Agua 72.8
Alcohol etílico22.8
Benceno 29.0
Glicerina 59.4
Petróleo 26.0
Fuente: Manual de Física, Koshkin N. I. , Shirkévich M. G.. Editorial Mir (1975)
Medida de la tensión superficial de un líquido
El método de Du Nouy es uno de los más conocidos. Se mide la fuerza adicional ΔF que hay que ejercer sobre un anillo de aluminio justo en el momento en el que la lámina de líquido se va a romper.
La...
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