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Tension superficial, Apuntes de Física

Asignatura: Fisica, Profesor: Amaya Amaya, Carrera: Veterinaria, Universidad: UNILEON

Tipo: Apuntes

2015/2016

Subido el 27/12/2016

carmen72998
carmen72998 🇪🇸

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TENSIÓN SUPERFICIAL
Es una propiedad de la superficie de los líquidos y se manifiesta tanto si están en
reposo como si están en movimiento.
También es una propiedad de las membranas elásticas ( por ejemplo las del corazón,
las de los alvéolos pulmonares)
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¡Descarga Tension superficial y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity!

TENSIÓN SUPERFICIAL

Es una propiedad de la superficie de los líquidos y se manifiesta tanto si están en reposo como si están en movimiento. También es una propiedad de las membranas elásticas ( por ejemplo las del corazón, las de los alvéolos pulmonares)

Índice

• TENSIÓN SUPERFICIAL. 2 DEFINICIONES Y
CARACTERISTICAS
• ANGULO DE CONTACTO
• CAPILARIDAD. LEY DE JURIN EN TUBOS Y EN
PLACAS PLANO-PARALELAS
• AGENTES HUMECTANTES
• AGENTES IMPERMEABILIZANTES
• PRESIÓN DEBIDA A LA CURVATURA. LEY DE
LAPLACE. 4 CASOS
• OPCIONAL: 3 APLICACIONES
• CUESTIONES

Vemos un Clip y una aguja que han sido

engrasados “ flotando” en el agua, cuando al ser

de materiales más densos que el agua deberían

hundirse. ¿porqué no se hunden?

Gotas ¿ esféricas? Las gotas al depositarse sobre la tela de araña tienden a tener la menor superficie posible, por eso son ESFÉRICAS. Las gotas de la lluvia por la misma razón tienen formas esféricas o casi esféricas. Esto también es causado por la tensión superficial del agua de la gota.

a) FORMACIÓN DE UNA GOTA “ ESFERICA”

POR ACCIÓN DE 

b) UNA GOTA DE FORMA “ESFÉRICA” ASCIENDE DE UN LÍQUIDO COMO RESULTADO DE OTRA GOTA QUE HA CAIDO EN EL LÍQUIDO Mira el vídeo en el enlace siguiente, es espectacular: http://www.microsiervos.com/archivo/mundoreal/gotas-de-agua-2000-fotogramas. html

Un hilo curvo con una forma cualquiera está dentro de una superficie jabonosa, si sacas el jabón del interior del hilo, éste adopta una forma circular debido a que la membrana o superficie jabonosa (en azul) debe presentar una superficie mínima. Las flechas son las fuerzas de cohesión debidas a la tensión superficial que actúan sobre toda la longitud del hilo =F/l. Esas fuerzas son las que tensan el hilo y hacen que éste tome esa forma esférica. En consecuencia la superficie jabonosa (en color azul) adquiere la menor superficie posible. Por supuesto que hay fuerzas de cohesión similares sobre el aro externo que contiene a la película de jabón, pero al ser el aro rígido (de plástico o metálico) no se deforma y las fuerzas no se manifiestan. No significa que no existan. Aro Jabón Hilo

DEFINICIÓN 1ª de la TENSIÓN SUPERFICIAL

unidades en el sistema SI (N/m) en el sistema CGS (dina/cm) dimensiones MT-2^ (demuéstralo) (en el sistema Internacional kg s- y en el sistema cegesimal g s-2^ ) La TENSION SUPERFICIAL ES LA FUERZA QUE SE EJERCE EN LA SUPERFICIE DE LOS LÍQUIDOS POR UNIDAD DE LONGITUD DEL MATERIAL EN CONTACTO CON EL LÍQUIDO L F  

Analizamos la tabla anterior

1. Si la Tª aumenta  la tensión superficial disminuye.

Ver por ejemplo los valores del agua

2. OJO!!!!!Todos los elementos de la tabla son líquidos

3. La plata, oro y cobre a esas temperaturas tan altas

(en torno a los 1000º C) son LIQUIDOS, ya no son

sólidos

4. El oxígeno y el Neón a esas temperaturas tan bajas

están “licuados” , han cambiado de fase y son

LÍQUIDOS, ya no son gases.

5. La tensión superficial es una propiedad importante

en los líquidos, no en los sólidos

Si la  Si las impurezas se quedan en la superficie del líquido la  Si las impurezas se quedan en el interior, la  = cte (se mantiene constante el valor de la tensión superficial) EJEMPLOS: bilis en orina, anestésicos

CARACTERÍSTICAS DE 

  • SÓLIDOS  0 PERO NO SE MANIFIESTA LA TENSIÓN SUPERFICIAL en los sólidos , ya que SON INDEFORMABLES
  • LÍQUIDOS  0 Y EN LOS LIQUIDOS SI SE MANIFIESTA LA TENSIÓN SUPERFICIAL
  • GASES  0 SON EXPANSIBLES, con Fc nulas

Esto mismo lo podemos observar en la siguiente transparencia (aunque ahora son las moléculas A, E y B). Sobre ellas actúa la FUERZA DE COHESIÓN Fc que ejercen las demás moléculas del mismo líquido sobre ellas. (en A la fuerza era nula) Pero es muy importante lo que le sucede a las moléculas del líquido C y D. Ambas están en contacto con la pared del recipiente que contiene al líquido. Sobre ellas actúan además las moléculas del recipiente, que las atraen, debido a las FUERZAS DE ADHESIÓN (son fuerzas de atracción que surgen entre moléculas de sustancias diferentes, como en este caso el líquido y recipiente) , dando una resultante que llamaremos Fa. Como sobre las moléculas C y D actúan a la vez Fc y Fa habrá que hallar la FUERZA RESULTANTE R.

  • (^) A la molécula A tiene energía potencial mínima, el campo de fuerzas es homogéneo
  • (^) B F cohesión es máxima si B está en la superficie
  • (^) C hay F cohesión , F adhesión  R (habrá una fuerza Resultante)
  • (^) D hay F cohesión , F adhesión  R (habrá una fuerza Resultante)
A
B
D
C

E F c F c F c F c

F

a

F

a

S

W

Con esta definición ahora decimos que LA TENSIÓN SUPERFICIAL ES EL TRABAJO NECESARIO PARA INCREMENTAR LA SUPERFICIE DE UN LÍQUIDO EN LA UNIDAD DE SUPERFICIE EN UNA SUPERFICE “S” LA ENERGÍA SUPERFICIAL ACUMULADA ES W =/S unidades en el sistema SI (Julio/m^2 ) en el sistema CGS (ergio/cm^2 ) dimensiones MT-2^ ojo que son las mismas que en la definición 1ª (en el sistema Internacional kg s- y en el sistema cegesimal g s-2^ )

DEFINICIÓN 2ª de la TENSIÓN SUPERFICIAL

  • (^) FIGURA IZQUIERDA: En los tubos estrechos, como por ejemplo una pipeta observamos que el líquido “sube” por las paredes del cristal o “moja” a las paredes del cristal. Y cuando trabajamos con una pipeta decimos que hay un MENISCO que nos dificulta la medida que estamos realizando.
  • (^) FIGURA DERECHA: Pero el líquido también puede “bajar”· o “ no mojar”
  • (^) ¿ porqué a veces sube, otras baja o incluso hay situaciones en las que ·”ni sube ni baja”?