32- O que é tensão superficial? O que promove tensão sup.? Por que a tensão superficial também é chamada de energia superficial?

Passo 1

O enunciado pede:
– Definir o que é tensão superficial;
– Explicar o que a promove;
– Justificar por que ela também é chamada de energia superficial.
O conteúdo envolvido é fenômenos de interface em mecânica dos fluidos, especialmente coesão intermolecular e trabalho para aumentar área de superfície.

Passo 2

Tensão superficial é a grandeza que mede a força tangencial que tende a contrair a superfície de um líquido. Em termos quantitativos, se uma força F age ao longo de um contorno de comprimento L na superfície do líquido, define-se
\gamma = \frac{F}{L},
onde \gamma é a tensão superficial com unidades de \mathrm{N/m}.

Passo 3

A tensão superficial é promovida pelas forças de coesão intermolecular dentro do líquido. No interior do volume, cada molécula é atraída igualmente em todas as direções, mas na superfície há menos moléculas acima, gerando um resultante de força para dentro. Esse desequilíbrio faz com que a superfície se comporte como uma “membrana” em tensão.

Passo 4

Para aumentar a área de superfície em \Delta A, é preciso realizar trabalho
W = \gamma\,\Delta A.
Como esse trabalho é diretamente proporcional à variação de área, interpreta-se \gamma também como energia por unidade de área, com unidades de \mathrm{J/m^2}. Por isso chamamos tensão superficial de energia superficial.

Resposta

a) Tensão superficial é a força tangencial por unidade de comprimento na superfície de um líquido, dada por \gamma = F/L.
b) Ela é promovida pelo desequilíbrio das forças de coesão intermolecular na interface líquido–ar.
c) É chamada de energia superficial porque, para criar área extra \Delta A, exige-se trabalho W=\gamma\,\Delta A, ou seja, \gamma é energia por unidade de área.

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