UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE GEOLOGA, MINAS, METALURGIA Y CIENCIAS GEOGRFICASDEPARTAMENTO ACADMICO DE INGENIERA METALRGICA

CURSO : Laboratorio de Fsica ITEMA : TENSION SUPERFICIALPROFESORA : VANESSA NAVARRETEALUMNOS : GIL MEDINA, Joel. NAVARRO AROSTE, Alfredo. SARASI SANCHEZ, Patrick. RAMIRES LOVATO, Homer.

TENSIN SUPERFICIALCONCEPTO DE TENSIN SUPERFICIAL

Se llama tensin superficial a la fuerza que acta por unidad de longitud de una pelcula elstica que se extiende (como la que forma una burbuja de jabn, una gota de agua o un globo hinchado). Alternativamente, la tensin superficial, se puede definir como la proporcin de aumento de la energa superficial con el rea y, en este caso, se medir en unidades de energa/superficie (J/m2 = N/m). Se suele representar con la letra (gamma). Termodinmicamente la tensin superficial es un fenmeno de superficie y se relaciona con la tendencia de un lquido a disminuir dicha superficie hasta que su energa de superficie potencial es mnima (condicin necesaria para que el equilibrio sea estable). Como la esfera presenta un rea mnima para un volumen dado, por la accin de la tensin superficial, la tendencia de una porcin de un lquido lleva a formar una esfera (por ejemplo, gotas de agua) o a que se produzca una superficie curva o menisco cuando est en contacto un lquido con un recipiente. La tensin superficial es responsable de fenmenos como la resistencia que presenta un lquido a la penetracin de su superficie, de la tendencia a la forma esfrica de las gotas de un lquido, del ascenso de los lquidos en los tubos capilares y de la flotacin de objetos u organismos en la superficie de los lquidos. El modelo cintico-corpuscular de la materia puede explicar satisfactoriamente la tensin superficial, suponiendo que en un material elstico cada molcula interacciona mediante una fuerza de ligadura atractiva con las que le rodean. El radio de accin de las fuerzas moleculares es relativamente pequeo, con lo que abarca a las molculas vecinas ms cercanas. La resultante de estas fuerzas de cohesin elstica entre las partculas (por ejemplo, en el caso del agua, fuerzas intermoleculares) es una fuerza neta en cada punto dirigida hacia el interior, con ms precisin, hacia el centro de la esfera. En consecuencia, la presin en el interior de la esfera es mayor que en el exterior, puesto que tal presin exterior ha de contrarrestar a la exterior y a la tensin superficial.

COHESIN Y TENSIN SUPERFICIALLasfuerzas cohesivasentre las molculas dentro de un lquido, estn compartidas con todos los tomos vecinos. Las de la superficie, no tienen tomos por encima y presentan fuerzas atractivas ms fuertes sobre sus vecinas prximas de la superficie. Esta mejora de las fuerzas de atraccin intermoleculares en la superficie, se llamatensin superficial.

TENSIN SUPERFICIAL DEL AGUALatensin superficialdel agua es 72 dinas/cm a 25C. Sera necesaria una fuerza de 72 dinas para romper una pelcula de agua de 1 cm. de larga. La tensin superficial del agua, disminuye significativamente con la temperatura, segn se muestra en el grfico. La tensin superficial, proviene de lanaturaleza polarde las molculas de agua.El agua caliente es un agente de limpieza mejor, porque la menor tensin superficial, la hace mejorar como "agente de mojado", penetrando con ms facilidad en los poros y fisuras. Los detergentes y jabones bajan an ms la tensin superficial.

COHESIN Y ADHESINLas molculas en estado lquido experimentan una fuerte fuerza de atraccin intermolecular. Cuando esas fuerzas son entre molculas iguales, entonces las referimos como fuerzas cohesivas. Por ejemplo, las molculas de una gota de agua se mantienen unidas por fuerzas de cohesin, y las fuerzas de cohesin, especialmente fuerte en la superficie constituye la tensin superficial.Cuando las fuerzas de atraccin son entre molculas diferentes, se dice que son fuerzas de adhesin. Las fuerzas de adhesin entre las molculas de agua y las paredes de un tubo de vidrio, son ms fuertes que las fuerzas cohesivas, con lo que se desarrolla un mecanismo de elevacin del agua sobre las paredes de la vasija y contribuyendo por tanto a laaccin capilar.Las fuerzas atractivas entre las molculas de un lquido, se pueden considerar como fuerzas electrostticas residuales y algunas veces son llamadasfuerzas de van der Waalso adherencia van der Waals.

CAUSAS DE LA TENSIN SUPERFICIALLa tensin superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molcula son diferentes en el interior del lquido y en la superficie.Es decir en el interior del lquido, la molcula est rodeada de otras molculas en todas las direcciones, que producen fuerzas de atraccin, de manera en que la fuerza neta es nula as la molcula tiene una energa bastante bajaEn cambio cerca de la superficie, la molcula solo est rodeada parcialmente de otras molculas del lquido, de manera que esto provoca una fuerza atractiva neta hacia dentro del lquido as las molculas en la superficie tienen un estado de energa ms alto. Tambin se podra aclarar que la tensin superficial depende de la naturaleza del lquido, del medio que le rodea y de la temperatura, los lquidos cuyas molculas tengan fuerzas de atraccin intermoleculares fuertes tendrn tensin superficial elevada.La temperatura influye en la tensin superficial ya que esta disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesin disminuyen al aumentar la agitacin trmica, se conoce como fuerzas de cohesin a las fuerzas de atraccin que existe4 entre dos molcula, de la misma clase.La influencia del medio exterior se debe a que las molculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las molculas situadas en la superficie del lquido, contrarrestando las acciones de las molculas del lquido.

TABLA 1:Atemperatura ambiente T=

liquidoH2OAlcoholMarque: Ron/Mezcla

(g/cm3)V(ml)N(#gotas)(g/cm3)V(ml)N(#gotas)(g/cm3)V(ml)N(#gotas)

10.993650.811570.88155

20.992470.8121180.88156

30.992460.811580.882108

40.992470.8121190.883131

50.994930.8131720.88156

promedio0.992.659.60.811.8107.80.881.681.2

Error total01.2027.2301.1364.9201.2048.17

(dina/cm)380.033 244.70120.13 106.00153.55 145.87

TABLA 2:En bao de Mara: T = 50c

liquidoAlcohol

(g/cm3)V(ml)N(#gotas)

10.81147

20.81146

30.81147

40.81149

50.81145

promedio0.81146.8

Error total00.052.10

(dina/cm)148.40 4.452

VALORES PROMEDIOS DE LA FUERZA DE TENSION SUPERFICIALF12345PROMEDIOERROR

0.0094760.0093950.0095380.0095710.0094050.0094770.00013

Evaluaciones:1. Para el equipo automatizado, determine el coeficiente de tensin superficialUtilizando la ecuacin 7. Con su error correspondiente. Recuerde que la longitud lDel aro debe estar en metros.

*R=9.7 +/-0.025 =(0.0097+/- 0.000025)m*F=(0.0095 +/- 0.00013)N

)

2. Calcule el error porcentual y evalu si este se encuentra en el valor estimado en elError total.

Vemos que el error porcentual es un poco mayor que el error total esto puede haber sucedido por los clculos de propagacin de errores, pero podemos decir que si se encuentra dentro del rango por que la diferencia no es mucho.

3. De cinco ejemplos de aplicacin prctica del fenmeno de tensin superficial: En los campos de: ciencia, tecnologa y el hogar.

HogarLos ejemplo de aplicacin que se expondrn a continuacin se comportan de acuerdo a que la tensin superficial en cada caso es menor ello optimiza el fin de cada uno de ellos en su uso cotidiano. Desinfectantes. Son de baja tensin superficial esto facilita a que pase con mayor facilidad las paredes de bacterias. Lavar con Agua caliente. Esto debido a que la tensin superficial es baja ayuda a que se moje ms rpido las prendas ayudando a la limpieza efectiva. Los Jabones y Detergentes. Estos ayudan a que la tensin superficial del agua sea menor entonces penetra mejor en los poros de la ropa y las manchas que tenga.

Ciencia (aplicado a la medicina) Prueba Clnica para la Ictericia.

Tecnologa e industria En la aplicacin de tintas, barnices y adhesivos sobre superficies plsticas o metlicas: para que suceda esto es decisiva la tensin superficial de la superficie de adherencia.

Castillos de arena: el agua humedece la arena (colndose por microsurcos entre los granos) y forma unos diminutos puentes capilares entre los granos de arena, que los mantienen unidos mientras esa presin capilar compense la fuerza de la gravedad y la presin atmosfrica, que tienden a derribar el castillo. Sin esa presin capilar, debida a la tensin superficial del agua, la arena seca no es capaz de aguantar su propio peso. Los insectos pueden permanecer suspendidos sobre el agua.

4. El dimetro exterior e interior del aro son: 20,0 mm y 19,0 mm. Halle la longitud sobre la cual la superficie tensora del lquido hace su accin.

Hallando el radio promedio donde acta la superficie tensora:

R promedio = (20/2 + 19/2)/2R promedio = 9.75 mm = 0.00975 m

Hallando la longitud donde acta la superficie tensora:

l = 2 R promedio = 2 x 0.00975 m = 0.06126 m

5. Compare los resultados de ambos mtodos. Cul es su opinin al respecto?

El mtodo de la Rayleigh usado en la presente experiencia es un mtodo netamente cientfico en el cual se hacen variedades de clculos para determinar la tensin superficial. El mtodo automatizado es un mtodo en el cual se puede resolver los mismo pero con una mayor facilidad puesto que es un SOTFWARE el cual tiene la funcin de hallar la tensin superficial en cuestin de minutos.

Conclusiones

Se puede percibir que entre mayor sea el reade nuestragura geomtrica(aro) mayor ser la fuerzaejercida para romperlapelcula,tambin que entremayor sea la fuerza de cohesin deluido mas distancia yfuerza sern necesarias para romperla pelcula.

A mayor temperatura menor va a serla tensin superficial, ya que la fuerza de cohesin entre las molculas vadisminuyendo. Las sustancias tensoactivas, que son los detergentes y jabn, disminuyen la tensin superficial del agua. Tambin podemos concluir que el mtodo del anillo es el ms preciso ya que las maquinas tienen menos margen de error

RECOMENDACIONES:

Prestar mucha atencin en el momento de que la profesora este explicando el montaje dos para saber cmo utilizar el quipo automatizado.

Tener mucho cuidado con el uso d instrumento de vidrio porque son muy delicados para utilizarlos

No hacer mucho ruido o escndalos al momento de utilizar el equipo automatizado ya que altera los clculos obtenidos.

Tener a la mano una calculadora cientfica para agilizar los clculos

BIBLIOGRAFA:

Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Facultad de Ciencias Fsicas. Departamento de fsica interdisciplinaria. Manual de Laboratorio de Fsica General Novena Edicin. Editores: Vanessa Andrea Navarrete Sotomayor, 2013.

http://www.docencia.unt.edu.ar/bioquimicafisica/Teorias/7%20-%20Tensi%C3%B3n%20Superficial.pdf

http://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S205_MedicionTension.pdf