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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA

Departamento Académico de Ingeniería Química

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

“TENSION SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD”

CURSO : FISICA I

PROFESOR : Lic. ESPINOZA CÁCERES, Leónidas

ALUMNO : PILLACA GUILLEN, Yomar

AYACUCHO – PERÚ

2015

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INDICE

I. TENSION SUPERFICIAL.........................................................................................4

1.1. FUNDAMENTO TEÓRICO..................................................................................4

II. CAPILARIDAD......................................................................................................6

2.1. FUNDAMENTO TEÓRICO..................................................................................6

III. BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................7

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INTRODUCCIÓN

Los líquidos tienen un volumen fijo. Sin embargo, su forma varía (cambia el área de la superficie que los envuelve): se adaptan al recipiente (ocupando la zona más baja por gravedad) dejando una superficie libre (no totalmente plana) o adoptan formas especiales: gotas, pompas y burbujas.

Las fuerzas superficiales (cohesión, adhesión) son responsables de muchos fenómenos de interés, basadas en los conceptos de tensión superficial y capilaridad.

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TENSION SUPERFICIAL

I.1. FUNDAMENTO TEÓRICO

Un objeto menos denso que el agua, como una pelota de playa inflada con aire, flota con una parte de su volumen bajo la superficie.

Por otra parte, un clip puede descansar sobre una superficie de agua aunque su densidad es varias veces mayor que la del agua. Esto es un ejemplo de tensión superficial: la superficie del líquido se comporta como una membrana en tensión. La tensión superficial se debe a que las moléculas del líquido ejercen fuerzas de atracción entre sí. La fuerza neta sobre una molécula dentro del volumen del líquido es cero, pero una molécula en la superficie es atraída hacia el volumen. Por esa razón, el líquido tiende a reducir al mínimo su área superficial, tal como lo hace una membrana estirada. La tensión superficial explica por qué las gotas de lluvia en caída libre son esféricas (no con forma de lágrima): una esfera tiene menor área superficial para un volumen dado que cualquier otra forma. También explica por qué se usa agua jabonosa caliente en el lavado de la ropa. Para lavarla bien, se debe hacer pasar el agua por los diminutos espacios entre las fibras. Esto implica aumentar el área superficial del agua, lo que es difícil por la tensión superficial. La tarea se facilita aumentando la temperatura del agua y añadiendo jabón, pues ambas cosas reducen la tensión superficial.

La tensión superficial es importante para una gota de agua de 1 mm de diámetro, que tiene un área relativamente grande en comparación con su volumen. (Una esfera de radio r tiene área 4pr2 y volumen (4p>3) r3. La razón entre la superficie y el área es 3>r, y aumenta al disminuir el radio.) En cambio, si la cantidad de líquido es grande, la razón entre

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superficie y volumen es relativamente pequeña y la tensión superficial es insignificante en comparación con las fuerzas de presión.

Una molécula en la superficie es atraída hacia el volumen el líquido, y esto tiende a reducir el área superficial del líquido.

La tensión superficial dificulta el paso del agua por aberturas pequeñas. La presión requerida p del agua puede reducirse usando agua caliente con jabón, lo que reduce la tensión superficial.

El modelo cinético-corpuscular de la materia puede explicar satisfactoriamente la tensión superficial, suponiendo que en un material elástico cada molécula interacciona mediante una fuerza de ligadura atractiva con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares es relativamente pequeño, con lo que abarca a las moléculas vecinas más cercanas. La resultante de estas fuerzas de cohesión elástica entre las partículas (por ejemplo, en el caso del agua, fuerzas intermoleculares) es una fuerza neta en cada punto dirigida hacia el interior, con más precisión, hacia el centro de la esfera. En consecuencia, la presión en el interior de la esfera es mayor que en el exterior, puesto que tal presión exterior ha de contrarrestar a la exterior y a la tensión superficial.

Tensión superficial de diversos líquidos.

La tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura.

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II. CAPILARIDAD

II.1. FUNDAMENTO TEÓRICO

La capilaridad es una propiedad de los líquidos 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.

La capilaridad es el ascenso de los líquidos por tubos muy estrechos

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II.2. LEY DE JURIN

Cuando se introduce un tubo capilar de radio r en un líquido de densidadδ , este experimenta un ascenso o descenso tal que la altura del líquido en el capilar está dada por.

h=2 γCOSθδgr

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III. BIBLIOGRAFÍA

Física UniversitariaSeas, Zemansky, Young, Freedman.Editorial Addison Wesley, VI Edición

Fisica conceptos y aplicacionesTippens.Editorial Reverté, IV Edición