34- O que é capilaridade? O que promove capilaridade? Como o ângulo de contato afeta a capilaridade?
Passo 1
Resumindo o enunciado: queremos entender o fenômeno da capilaridade, suas causas e como o ângulo de contato entre sólido, líquido e gás influencia esse fenômeno. O conteúdo envolve tensão superficial, forças adesivas e coesivas e a definição do ângulo de contato.
Passo 2
Capilaridade é o movimento espontâneo de um líquido em poros muito finos ou tubos capilares, sem ação de forças externas. Em tubos verticais de raio pequeno ou em meios porosos, o líquido pode subir (capilaridade ascendente) ou descer (capilaridade descendente), dependendo de sua interação com a parede sólida.
O que promove a capilaridade são as forças de tensão superficial do líquido, que resultam da competição entre:
– forças coesivas (entre moléculas de líquido)
– forças adesivas (entre moléculas de líquido e o sólido)
Quando a adesão ao sólido é relativamente forte, o líquido “puxa-se” ao longo da parede, curvando a superfície livre e criando uma diferença de pressão (pela lei de Laplace) que faz o líquido subir ou descer.
O que promove a capilaridade são as forças de tensão superficial do líquido, que resultam da competição entre:
– forças coesivas (entre moléculas de líquido)
– forças adesivas (entre moléculas de líquido e o sólido)
Quando a adesão ao sólido é relativamente forte, o líquido “puxa-se” ao longo da parede, curvando a superfície livre e criando uma diferença de pressão (pela lei de Laplace) que faz o líquido subir ou descer.
Passo 3
O ângulo de contato
é o ângulo que a interface líquido-ar faz com a parede sólida, medido no interior do líquido (0° ≤
≤ 180°). Ele reflete o balanço entre adesão e coesão:
– : adesão > coesão → o líquido molha a parede e sobe (capilaridade ascendente)
– : adesão = coesão → não há elevação nem depressão significativa
– : adesão < coesão → o líquido não molha bem e desce (capilaridade descendente)
–
–
–
Passo 4
Para quantificar a altura de subida ou descida em um tubo capilar de raio
, usamos a lei de Jurin:
onde
é a tensão superficial do líquido,
é a densidade do líquido,
é a aceleração da gravidade e
é o ângulo de contato.
Note que determina o sinal de
: positivo para subida (
) e negativo para depressão (
).
Note que
Resposta
Capilaridade é o movimento espontâneo de um líquido em poros ou tubos finos, causado pela tensão superficial que envolve forças coesivas e adesivas. A interação entre líquido e sólido (forças adesivas) promove o fenômeno. O ângulo de contato
determina se o líquido sobe (
), não se move (
) ou desce (
) no capilar.