Tension superficial
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  • 1.  
  • 2. TENSIÓN SUPERFICIAL Definición .- La tensión superficial es el fenómeno en el cual la superficie de un liquido se comporta como una película fina elástica ,el liquido también presenta resistencia a aumentar su superficie . Se define cuantitativamente la tensión superficial como el trabajo que debe realizarse para llevar moléculas en número suficiente desde el interior del líqudo 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.
  • 3. Causas de la tensión superficial La tensión superficial 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 asi la molecula tiene una energía bastante baja 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 asi las moléculas en la superficie tienen un estado de energía mas alto.
  • 4. Tambien se podría aclarar que la tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura,los líquidos cuyas moléculas tengan fuerzas de atracción intermoleculares fuertes tendrán tensión superficial elevada. La temperatura influye en la tensión superficial ya que esta disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica,se conoce como fuerzas de cohesion a las fuerzas de atracción que existe4 entre dos molécula,de la misma clase .   La influencia del medio exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
  • 5. Unidades Sus unidades son de N·m -1 =J·m -2 Ya que la ecuación de la tensión superficial es : Tensión superficial
  • 6.
    • Propiedades de la tension superficial
    • γ > 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.
    • γ = 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.
    • γ 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.
  • 7.
    • El valor de γ depende de la magnitud de las fuerzas intermoleculares en el interior del líquido. De esta forma, cuanto mayor sean las fuerzas de cohesión del líquido, mayor será su tensión superficial.
    • Para un líquido dado, el valor de γ disminuye con la temperatura, debido al aumento de la agitación térmica, lo que redunda en una menor intensidad efectiva de las fuerzas intermoleculares. El valor de γ tiende a cero conforme la temperatura se aproxima a la temperatura crítica T c del compuesto. En este punto, el líquido es indistinguible del vapor, formándose una fase continua donde no existe una superficie definida entre ambos.
  • 8. Por ejemplo ,considérese una gota de agua para un volumen esférico de radio r,la fuerza de tensión superficial y ,multiplicado por la longitud circunferencial de la esfera : Por otra parte la fuerza gravitacional esta dada por : y es igual a la fuerza normal externa que experimenta la gota cuando está en reposo sobre una superficie rígida. En el caso de una gota esférica de agua de 0.1 cm de radio, para la que y se encuentra que la fuerza de tensión superficial es de 50.9 din .
  • 9. Consideraciones La tensión superficial actúa como una película en la interfaz entre la superficie del agua líquida y el aire sobre ella .Las moléculas de agua por debajo de la superficie se ven atraídas por otra y por aquellas que están en la superficie.
  • 10. La tensión superficial también es la causa de que las gotas de agua adopten una forma casi esférica .Además la capilaridad depende de la tensión superficial .La superficie de un líquido en un tubo de diámetro pequeño tomará una forma curvada que depende de la tensión superficial del líquido .El mercurio adoptara una forma virtualmente de bulbo extendido .Sin embargo ,la superficie del agua presentara una cavidad en forma de depresión con el líquido que pareciera ascender un poco por las paredes del tubo .La adherencia del líquido a las paredes del tubo contribuye a dicho comportamiento El movimiento de liquidas dentro de espacios pequeños depende de esta acción de capilaridad .Es frecuente describir el ascenso de un fluido desde una superficie líquida hacia un material tejido con el término percolación .El movimiento de líquidos dentro de los suelos también se ve afectado por la tensión superficial y la capilaridad.
  • 11. Una 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 ,porque 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.
  • 12.
    • BIBLIOGRAFÍA
    • Wikipedia
    • Mecánica de los fluidos .Octava Edición .Victor L Streeter , E. Benjamín Wyle
    • Mecánica de fluidos y Máquinas Hidráulicas .Segunda Edición .Claudio Mataix.