20- Pequenas gotas de óleo, água e mercúrio, de tamanhos iguais, são colocadas cuidadosamente sobre um piso encerado (superfície apolar). Como cada líquido se comporta? Explique.
Passo 1
O enunciado coloca gotas iguais de óleo, água e mercúrio sobre um piso encerado (superfície apolar) e pede para descrever como cada líquido se comporta. O conteúdo aqui é molhabilidade de líquidos em sólidos, baseado nos equilíbrios de tensão superficial e no ângulo de contato.
Passo 2
Para entender o comportamento usamos a equação de Young para o ângulo de contato
:
em que
é a tensão superficial sólido-vapor,
é a tensão sólido-líquido,
é a tensão líquido-vapor.
Quanto maior (isto é,
menor), melhor o líquido molha a superfície; se
(
), o líquido forma gotas bem arredondadas.
Quanto maior
Passo 3
Óleo (líquido apolar):
em uma superfície apolar, as interações óleo-cera são fortes, logo é baixo e
tende a ser positivo grande. Como
é relativamente baixo, resulta
e
pequeno. Portanto, o óleo espalha-se, formando um filme fino sobre o piso.
em uma superfície apolar, as interações óleo-cera são fortes, logo
Passo 4
Água (líquido polar):
as interações água-cera são fracas, o que faz ser alto e
negativo. Como
, obtemos
e
. Assim, a água fica em gotas bem arredondadas, sem espalhar.
as interações água-cera são fracas, o que faz
Passo 5
Merc\u00fario (metal l\u00edquido):
possui muito alto e tamb\u00e9m n\u00e3o interage bem com a cera (
grande), levando a
fortemente negativo. O resultado \u00e9
e
muito grande (tipicamente \gtrsim
), de modo que a gota de merc\u00fario \u00e9 quase esf\u00e9rica e super\mbox{-}arredondada.
possui
Resposta
Óleo: espalha-se (molha bem);
Água: forma gotas arredondadas ( );
Mercúrio: forma gotas quase esféricas com ângulo de contato muito grande ( ).
Água: forma gotas arredondadas (
Mercúrio: forma gotas quase esféricas com ângulo de contato muito grande (