TENCIÓN SUPERFICIALCOHESIÓNADHESIÓNÁNGULO DE CONTACTOCAPILARIDAD

INVESTIGACIÓN DE FÍSICA

INTEGRANTES: Mosquera Talía Flores Fernando Sánchez Rodrigo

¿ QUE ES LA TENCIÓN SUPERFICIAL?

• Es la propiedad de los líquidos por la cual parecen estar rodeados por una fina membrana en tensión.

• Es la energía requerida para aumentar el área de la superficie de un liquido en una unidad (J/m2)

• Cuantitativamente es el trabajo que debe realizarse para llevar moléculas en número suficiente desde el interior del líquido hasta la superficie para crear una nueva unidad de superficie, porque el hacer pasar una molécula del interior de un líquido a la superficie del líquido cuesta energía que en realidad es el trabajo.

¿CUALES SON LAS CAUSAS DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL?

En cambio cerca de la superficie, la molécula solo está rodeada parcialmente de otras moléculas del líquido, de manera que esto provoca una fuerza atractiva neta hacia dentro del líquido así las moléculas en la superficie tienen un estado de energía mas alto.

Se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie

Es decir en el interior del líquido, la molécula está rodeada de otras moléculas en todas las direcciones, que producen fuerzas de atracción ,de manera en que la fuerza neta es nula así la molécula tiene una energía bastante baja

? LA TENCIÓN SUPERFICIAL DEPENDE ?

• De la naturaleza del líquido

• Del medio que le rodea

• De la temperatura,

• los líquidos mayor fuerza intermolecular, mayor tensión superficial

• De esta forma, cuanto mayores sean las fuerzas de cohesión en el líquido mayor será su tensión superficial.

• disminuye con la la presión; especialmente cuando una de las interfaces es gaseosa.

Influye en la tensión superficial ya que esta disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica

DEFINICIÓN DEL COEFICIENTE DE TENSIÓN SUPERFICIAL

• El coeficiente de tensión superficial () es el trabajo (W) necesario para aumentar en una unidad el área de una superficie líquida.

• γ (gamma).Unidades

N·m−1, J·m−2, kg·s−2 o dyn·cm−1

VALORES EXPERIMENTALES DEL COEFICIENTE DE TENSIÓN SUPERFICIAL

• De manera simple podemos pensar que introducimos en agua jabonosa, por ejemplo, un marco metálico de ancho d, en el cual se forma una película de agua (¡dos superficies!)

• Si desplazamos el lado AB, tirando de él con una fuerza F, una distancia Δx, se hará un trabajo W = (F)(Δx) y como el cambio de área es 2 d(Δx),

la tensión superficial será: =(F)(Δx)/ 2 d(Δx),

• = F/2d.

• Basta entonces medir F y d para obtener el valor

de .

• Las unidades de la tensión superficial son joule/m2, o newton/metro

• Propiedades de la tensión superficial

• > 0, ya que para aumentar el área del líquido en contacto hace falta

llevar más moléculas a la superficie, con lo cual aumenta la energía del sistema.

• = 0 en el punto crítico, ya que las densidades del líquido y del vapor

se igualan ,la tensión superficial en el punto crítico debe ser cero.

• depende de la naturaleza de las dos fases puestas en contacto que,

en general, será un líquido y un sólido. Así, la tensión superficial será diferente.

• Consecuencia importante de la elevada tensión superficial del

agua es la fragmentación de la roca ,es decir el agua puede

penetrar por los huecos mas profundos de la roca a través de

la rajaduras diminutas .Allí se congela al tener la temperatura

por debajo de cero 0ºC, el agua al congelarse se expande,

con lo que produce una fuerza interior sobre las paredes de la

roca hasta que se quiebra .Este proceso es de importancia

esencial porque libera al medio ambiente los minerales allí

atrapados y contribuye asimismo la formación del suelo.

• A mayor temperatura menor va ha ser la tensión

superficial(1/Tºα )

• Al calentarse el agua destilada, su energía cinética aumenta,

su densidad desciende. Al descender la densidad su tensión

superficial desciende de la misma manera.

• Una molécula en el interior de un líquido está sometida a la acción de fuerzas atractivas (lo que hemos denominado como cohesión) en todas las direcciones, siendo la resultante de todas ellas nula.

Se conoce como fuerzas de cohesión a las fuerzas de atracción que existe entre molécula, de la misma clase .

Es la acción y efecto de adherirse o reunirse las cosas entre sí

¿ QUÉ ES LA COHESIÓN ?

• Pero si la molécula está situada en la superficie del líquido, sufre un conjunto de fuerzas de cohesión , cuya resultante es perpendicular a la superficie, experimentando pues una fuerza dirigida hacia el líquido.

De aquí que sea necesario consumir cierto trabajo para mover las moléculas hacia la superficie venciendo la resistencia de estas fuerzas, por lo que las moléculas de la superficie tienen más energía que las interiores.

¿ QUÉ ES LA ADHESIÓN ?

Es la propiedad de la materia por la cual se juntan dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, manteniéndose unidas por fuerzas intermoleculares.

Factores que favorecen la adhesión Dependientes del adhesivo • Con baja tensión superficial • Con alta capilaridad • Con alta humectación y capacidad de mojado • Con bajo ángulo de contacto

¿ QUÉ ES EL ÁNGULO DE CONTACTO ?

• Es el ángulo “que contiene al líquido”. Se forma entre la superficie del sólido y la tangente a la interface líquido-gas en el punto de contacto entre las tres fases (pasando por el líquido)

¿Cuándo un líquido

“MOJA” o “NO MOJA”

la superficie de un sólido?

¿ 5 QUÉ ES LA CAPILARIDAD ?

• La capilaridad, fenómeno que permite a las plantas llevan agua desde las raíces hasta la parte más alta del tallo.

• Es un proceso de los fluidos depende de su tensión superficial la cual, depende de la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Es la cualidad que posee una sustancia de adsorber a otra. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido.

Debido a la tensión superficial, los líquidos forman superficies cóncavas o convexas (meniscos) y se elevan en un tubo capilar (de diámetro muy pequeño)

• La altura a la que se eleva o desciende un líquido en un capilar es directamente proporcional a su tensión superficial y está en razón inversa a la densidad del líquido y del radio del tubo.

• En esta experiencia simulada, supondremos que el ángulo de contacto   de los líquidos con la pared del capilar es pequeño de modo que .

•  

Debido a la curvatura de la superficie habrá una sobrepresión hacia el centro del menisco, que de acuerdo con la ley de Laplace (superficie de una cara), valdrá 

Por efecto de esta sobrepresión, el líquido asciende una altura h.

La altura h a la que asciende el nivel del líquido en el capilar será 

Esta expresión es la denominada ley de Jurín:

• Ley de Jurín

La superficie del menisco en el capilar se puede considerar como un casquete esférico de radio R.

La relación entre el radio del capilar r, el radio del menisco R y el ángulo de contacto , es.

Gracias por su atención

Netgrafía, Bibliografía:

http://diverproject.blogspot.com/2012/04/la-tension-superficial.html

http://es.slideshare.net/Alrocio/tension-superficial

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/tension/introduccion/introduccion.htm

http://www.ib.edu.ar/becaib/cd-ib/trabajos/Morales.pdf

http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/23976/1/Tensi%C3%B3n%20superficial.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=YRJF-eH79Z0

https://www.youtube.com/watch?v=c0fwlK4eP1o

https://www.youtube.com/watch?v=OoNww5p-qd0

https://www.youtube.com/watch?v=nry36Bv6vCc

http://www.losadhesivos.com/adhesion.html

Mecánica de los fluidos .Octava Edición .Victor L Streeter , E. Benjamín Wyle

Mecánica de fluidos y Máquinas Hidráulicas .Segunda Edición .Claudio Mataix.