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35 TENSIÓN SUPERFICIAL medir la tensión superficial del agua a temperatura ambiente FUNDAMENTO TEÓRICO sión deci es la fuerza que se desarrolla en la superficie libre de los líquidos, co necia de la atracción de las moléculas que se encuentran en el seno del líquido Dentro deldn jíquido las fuerzas intermoleculares de una molécula (Figura 1) actúan igualmente en 0d direcciones, pero en la superficie las fuerzas que actúan sobre una molécula la atraen hacia el A del líquido. Como consecuencia de esto, un líquido tiende a minimizar su superficie libre. Por esta razón, UNA gota de líquido que cae en el aire toma la forma esférica, porque en esta forma una determinada cantidad de materia ofrece la menor superficie. La fuerza de PER E es una fuerza distribuida a lo largo de una línea imaginaria en la superficie libre el qu 0 e modo que las moléculas que se encuentran frente a frente y a uno y otro lado de la línea interactúan atractivamente Figura 2. Por consiguiente, la fuerza de tensión superficial es calculable a través del coeficiente de tensión superficial y definido por la siguiente relación: La ten consecue rl cs (1) donde F es la fuerza distribuida a lo largo de la línea de longitud L. Las fuerzas sobre una molécula líquida están Figura 2: Superficie del agua en el vaso vista las moléculas verticalmente. La fuerza F está distribuida a lo largo de línea de puntos de longitud L Figura 1: distribuidas de modo diferente en superficiales que en el seno del líquido vemos que el coeficiente y también indica Si multiplicamos el numerador y denominador de (1) por Ax, la energía requerida para aumentar el área nergía por unidad de área lo cual se puede interpretar como Je la superficie libre del líquido en una unidad. _Fax_AW A VORAZ == AS aunidad SI del coeficiente de tensión superficial es N/m o el J/m* | flotación de una aguja engrasada en la superficie del agua O el caminar del zancudo sobre los charcos 0 Pi , . . , .., a elevación de los líquidos en un tubo capilar son fenómenos que se producen por efecto de la tensión su ¡ . , . . , . perficial, que hace que las superficies líquidas se comporten como láminas elásticas. esférica de líquido. La tensión superficial en las llo se opone la presión pi que reina en su interior, sta diferencia de presión da lugar a una de la tensión superficial. E. Bd tal como una pompa de jabón es una capa oa 0 de la capa tiende a encoger la burbuja, pero a ello. za mayor que la presión po del exterior de la burbuja. E acia fuera sobre la burbuja que equilibra a la fuerza hacia adentro SA Y Fi Figura 3: La presión p; en el interior de Figura 4: La fuerza F, debido a la o la burbuja es Mayor que la presión p, de presiones es igual a la fuerza de tensión en el exterior. superficial en ambas superficies St la burbuja tiene un radio Y, la fuerza hacia fuera es: F, = (pi — po)rr”, mientras que la fuerza hacia el Interior es Fi = 2(yx2mr). El factor 2 se debe a las dos superficies de la burbuja interior y exterior. En el equilibrio se tiene F, = Fi de donde: atmosférica (una presión manométrica pi= de los tubos bronquiales. En estas cavidad _2y _ 20,050) E Pi — Po a Pros 2000 Pa= 15 mm Hg Esto significa que la presión manométrica po fuera del alvéolo tendría que ser 15 mm Hg menor que la presión pi = - 3 mm Hg dentro de él. Por lo tanto, po sería —18 mm Hg. La presión exterior en este caso es la presión que reina en el espacio entre los pulmones y la cavidad pleural. En realidad, la presión manométrica en este espacio es negativa. Sin embargo, esta presión es de unos — 4 mm Hg solamente, de manera que la diferencia de presión real (pi-po), es solo de 1 mm Hg, o sea 15 veces menor que la que se necesita para dilatar un alvéolo con una tensión superficial de 0,050 N/m. Para salvar esta dificultad, las paredes de los alvéolos segregan un tensoactivo que reduce la tensión superficial en un factor de 15. En cada alvéolo se presenta una canti dad fija de este tensoactivo y su capacidad para reducir la tensión superficial depende de su concentración. Por lo tanto, cuando un alvéolo está ensión superficial es muy baja, de a, la concentración de tensoactivo uilibrio en el máximo de dilatación. expeler el aire, desinflado la concentración de tensoactivo (por unidad de área) es elevada y la t modo que el alvéolo se dilata sin dificultad. Por el contrario, cuando se dilat disminuye y aumenta la tensión superficial hasta que se alcanza un punto de eq Al espirar, el incremento de tensión superficial ayuda a desinflar el alvéolo y a Como a temperatura constante tanto las densidades como la tensión superficial son constantes, : pS 6 » > y ) A "Presión anterior es una relación lineal entre P; y Po (variables del experimento Y y X resPectivament Por consiguiente las constantes de la relación lincal dada por la Ec.(6) son: 2Y P Pendiente B= 1, Intercepto Á = De donde la tensión superficial queda determinada experimentalmente por: 12 AD) 3. RESUMEN ( ) Ln. el .desavYoNo.. de. Jeonsion. Saporida, 2 jus .delexminado. la Tension. su Pexgiciod de y E Lapido. (9, ¡- Loa e. FoYrames. .. ua, hulada. «denilto. dema. prod .q- 005 pues. medimos. le, e 0 aerox. .y. exleñor..de la budouia. con la.ayudo,. de. ub.. MEX 1. Jhzeos. . ese. procedido 5.1058 Lodo. dildos. medidos..,.. la. primera. A ¿8 gen de. profundidad, la, segunda a 06 1S..1.o co. p.. n....... es. . Wo... la. Totoro o los, D.cm).la..cuarla. a. Y. TS qpivda..a...b. con, despues. de... Locnvor. esos... medidas. usamos. ..el. melodo. estadidico Me AVOfica. paa. deferminar. | Ls. Soap £ OZ. del. -AQUÍA . p... Siendo... edo, OSO e DOES ROS: ELO E O A RON A Lo .n.o..a ...R>DOC>. 4 A A O ra denon deso Boa riaconllid loe alado do Doa vlra ds EDO ÓN 6000800006006 ADORA AS TP Y a A AN eo A A O PR MERA AA ROS BORN ARA E AR CI A A AN A NS UNS A O, MEA 900BO00O0.s0000000M 600 AO PM 4. MATERIALES E INSTRUMENTOS ( ) | Materiales Incertidumbre E Sua mena | Amm |t0,S mm Jeyimoa Hupederma dasica ¡Medidor de presión oliso| 0,91Kta [+ 0,04 KR _Coluwladora — ————Probela_s00 ml | e pi | Soporle Universo) mecanico — | [iu i— ———_ —- — o -— - — a l. 6. Rep 7. Para dete líquido a estudiar Temperatura inicial, T¡(*C) = a E NA capilar se encuentre a u y comprimir hasta obse en estas condiciones hag su dato en la Tabla 1. d= 2, 240.0 cerrar cidos 0 - E Z. conectado el sensor de Presión Absoluta: Pum= 404 2. Ka cobra tpe 3. probeta hasta el cero de la cinta métrica. A, DATOS EXPERIMENTALES Tabla 1: Tensión superficial del agua Profundidad donde se 0.120 —_—__—— .140 Calculo de la Presión a la p4 | ¿omo AAA AS 5. Introducir el capilar lentamente dentro de la probeta con agua hasta que na profundidad de 8.0 cm, luego conectar la Hypoderma en la manguera rvar que la burbuja de aire en el extremo del capilar esté a punto de salir; a la lectura en la interface SPARK el valor de la presión absoluta. Anote 107. 3lo MÉTODO, ESQUEMA Y DATOS EXPERIMENTALES ( Medir el diámetro interior del capilar y luego determine el radio en el S.I: Medir la temperatura del líquido en estudio al inicio y al final el experimento: Temperatura final, TAC) = AA II | 0.080 +39 | L02,14 10.48 :10>= 980 39 | Presión Manométrica | | Presión Absoluta N genera la burbuja profundidad ho | P¡(Pa) ho(m) Po(Pa) | Paos(Pa) | Medir la presión Atmosférica local, es decir tome lectura del valor de la presión en la interface Instalar el equipo como se muestra en la Figura 5; agregar el líquido en estudio (agua) en la su extremo inferior del etir las mediciones del ítem anterior cambiando la posición del capilar a profundidades de 10.0; 12.0; 14.0; y 16.0 cm y complete la Tabla 1. rminar la tensión superficial de otros líquidos reemplace el agua de la probeta por el otro a 2 0.100 930 E | a | 102) ...] ' ' 3 ] F p nc. nr. rronrransscrnarona PI OOO cross rro rro corro rro codo door o... .... o... ns. .n. en... ssnnrarnras.sa CAI AA AENA AAA IT 7. CONCLUSIONES( ' ) 1, ¿De qué manera se manifiesta la tensión superficial en un líquido? Explique. Lennon. .nrn rro. ne.... .... LUPA oros oo cr. ..n. nero... o... e n...e.n soe. ..n.o.nn. nn. rossi nano». ..oron.n.n rn... n.o.os 1OOECLCLLIAAAAAAA raras rodas ds Porn nonoessrr39s. caros no noocrsarsrsrsrss< .eorparsrssraa. o eono.on.n....n. .o. oooo.s ooo. oo nen ono ononpnoncronnrrrsnsrrsanrrcniarc. nr rprsrosrrrrorroorcrrrrcrrorrrrrrrorrrr rr rroVrrrrrcrrcor crono rcnooceeo areoprrcnvorsrcsnsncrnnscanrs.. econ. nncnanDrO cores cBecarernaa.O N/I IÓ CD? o .oecprcOnceca Senor. cacon cc nc preecsncorer esc. cren. ne..rcecscacnnrócnnaiaeO nación... roresnaoprrrrrncannansssnn6«93 —»$ nprrenanioan cr an .on. o... perennes .ernncrnanni. nene. ssnrennnnn.snrr.r.. carrer ncancnensrnn nc. cn ca nene... ... ..oa nro n.o noo... oo.oo.nn.nc... .on.onn...n9.ron. ocn .ncrrrnsr enn... .ernoorersonnsrrnrorsnnsrn.ornsrrrn.n.en nn... nan... .oo.o..n..... .”oos. s.n.n.n.o.nnn.r..nnn.o.n.o...o...o..s neon... rn... e... enn. encon... nen. parcrnrnn.erssrrrssrsnasnsian9< <”9
