Defina Tensão Superficial e exemplifique um fenômeno natural ou industrial em que ela desempenha papel relevante. Descreva com apoio da referência consultada como a tensão superficial influencia o comportamento do fluido.
Passo 1
Beleza, então o exercício pede pra gente definir o que é tensão superficial e dar um exemplo de onde ela aparece (natural ou industrial), além de explicar como ela muda o jeito que o fluido se comporta. Isso faz parte de mecânica dos fluidos e físico-química, e pra resolver a gente vai precisar entender a origem molecular da tensão superficial, a definição matemática (como a gente mede isso) e aplicar umas fórmulas básicas tipo a Lei de Laplace.
Passo 2
O que é tensão superficial? Imagina que, dentro de um líquido, cada molécula puxa as vizinhas de todos os lados. Mas na superfície só tem moléculas pra puxar do lado de dentro, então elas acabam se “aperfeiçoando” para diminuir a área exposta. Esse “aparamento” da superfície é a tensão superficial. Em fórmula a gente chama de
onde
• é a tensão superficial (unidade N/m)
• é a força ao longo de uma linha de comprimento
na superfície.
onde
•
•
Passo 3
Exemplo prático (natural): gotas de orvalho sobre uma teia de aranha.
Por que rola? A orvalho forma bolhas mínimas e quase esféricas porque a tensão superficial “puxa” as moléculas de água pra ficar com a menor área possível. Por isso a gota fica redondinha grudada nos fios da teia.
Por que rola? A orvalho forma bolhas mínimas e quase esféricas porque a tensão superficial “puxa” as moléculas de água pra ficar com a menor área possível. Por isso a gota fica redondinha grudada nos fios da teia.
Passo 4
Como a tensão superficial muda o comportamento do fluido?
- Pressão interna da gota: a Lei de Young–Laplace diz que
,
ondeé a diferença de pressão entre o interior e o exterior da gota e é o raio dela. Quanto menor a gota, maior a pressão interna. - Capilaridade: em tubos finos, a mesma tensão faz o líquido subir ou descer até equilibrar
. - Formação de emulsões, bolhas e espumas: em indústrias de sabão e tintas, o nivel de
determina se uma bolha vai estourar rápido ou durar mais.
Resposta
Tensão superficial é a “força” que as moléculas da superfície de um líquido sentem para reduzir a área exposta, medida por
. Num fenômeno natural, a orvalho forma gotas quase esféricas em teias de aranha devido a essa tensão. Ela influencia o comportamento do fluido ao gerar pressão interna na gota (
) e determinar a altura em que o líquido sobe em capilares, além de ser fundamental na formação de bolhas e emulsões em processos industriais.