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CAPILARIDAD Y TENSION SUPERFICIAL

NOMBRE: HORACIO BALLESTEROS. PARALELO: 2 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. 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 adhesión del 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 un líquido 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.

Ley de Jurin La ley de Jurin define la altura que se alcanza cuando se equilibra el peso de la columna de líquido y la fuerza de ascensión por capilaridad. La altura 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/s² entonces, 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. Agentes tensoactivos: son sustancias que reducen la tensión superficial del líquido en el que esta disuelto. Para que una sustancia sea TA se requiere que contenga dos grupos: uno polar o hidrófilo y otro no polar o hidrófobo. Ejemplos: jabón, detergentes, shampoo, etc.

TENSION SUPERFICIAL En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Ferris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las

fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido. A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el seno de un líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. Rigurosamente, si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el líquido y gas. La tensión superficial suele representarse mediante la letra griega (gamma), o mediante (sigma). Sus unidades son de N·m-1=J·m-2=Kg/s2=Dyn/cm > 0, ya que para aumentar el estado del líquido en contacto hace falta llevar más moléculas a la superficie, con lo cual disminuye la energía del sistema y es

MEDIDA DE TENSION SUPERFICIAL Métodos estáticos

1) Método del anillo de Noüy: Calcula la F necesaria para separar de la superficie del líquido un anillo. F= 4πR (siendo R el promedio del radio externo e interno del anillo. 2) Método del platillo de Wilhelmy: Medida de la F para separar la superficie de una delgada placa de vidrio. Precisión de 0,1%.

Métodos dinámicos: la superficie se forma o renueva continuamente 1) Tensiómetro (Método de presión de burbuja): En un líquido a T cte se introduce un capilar de radio R conectado a un manómetro. Al introducir gas se va formando una burbuja de radio r a medida que aumenta la P en el manómetro. Al crecer r disminuye hasta un mínimo, r=R y después vuelve a aumentar. Esto hace posible su uso en ambos, laboratorios de investigación y desarrollo, así como monitoreo del proceso directamente en la planta.

Valores para diferentes materiales Tabla de tensiones superficiales de líquidos a 20 °C:

Material

Tensión Superficial / mN/m o dina/cm)

Acetona

23,70

Benceno

28,85

Tetracloruro de Carbono

26,95

Acetato de etilo

23,9

Alcohol etílico

22,75

Éter etílico

17,01

Hexano

18,43

Metanol

22,61

Tolueno

28,5

Agua

72,75

BIBLIOGRAFIA: (TOMADO DE) http://espanol.answers.yahoo.com/question/index? qid=20131111141801AAjCylF

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Capilaridad.html http://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridad http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_superficial

COMENTARIO PERSONAL:

La capilaridad es un fenómeno que la mayoría de las veces está presente en la naturaleza o en nuestra vida, la capilaridad esta presenta cada vez que nos echamos perfume y noestra piel lo absorbe o cuando el agua sube por el tallo de un árbol hasta sus hojas, y esto se da ya que la fuerza intermolecularentre sus moléculas es menora la adhesión del líquido con el material y existen sustancias que reducen la tensión superficial como el detergente el jabón o el shampoo, Por otro lado la tensión superficial es parte de la capilaridad, la tensión superficial es la cantidad de energía necesaria para aumentar la superficie de un líquido por unidad en área ya que el líquido posee una resistencia a aumentar su superficie, es por esto que algunos insectos pueden caminar sobre el agua sin hundirse. Y esto a su vez se da porque las fuerzas que actúan en el exterior son totalmente diferentes a las fuerzas que actúan en el interior, y a veces estas fuerzas son iguales por lo que se logra un equilibrio. Por estos motivos me parece muy importante e interesante profundizar mas en el tema ya que asi entenderemos los fenómenos que se dan en la naturaleza, los cuales aveces nos parecen muy raros, pero estos a su vez tienen una explicación física lógica, como es la tensión superficial y la capilaridad....