Explique o que é tensão superficial
. Escreva alguma de suas definições físicas.
Passo 1
O enunciado pede para explicarmos o que é tensão superficial
e fornecer alguma de suas definições físicas. O tema é fenômenos de interface em fluidos e precisamos dar tanto a definição mecânica (força por comprimento) quanto a definição energética (energia por área).
Passo 2
Definição mecânica: tensão superficial é a componente de força que age tangencialmente ao longo de uma linha imaginária de comprimento
na superfície do líquido. Em outras palavras, se puxarmos essa linha para expandir a superfície, a força necessária
por cada unidade de comprimento define
:
Passo 3
Definição energética: tensão superficial pode ser vista como a energia livre de superfície que o sistema armazena por unidade de área. Ou seja, para aumentar a área da interface em
, precisamos fornecer um trabalho
, e
Passo 4
Interpretação molecular: as moléculas na superfície de um líquido sentem maior atração para o interior do volume (devido às forças coesivas) do que para o exterior (ar). Isso cria uma “película” na interface que se opõe ao aumento de área.
Resposta
- Mecânica:
, onde é a força tangencial e o comprimento na interface. - Energética:
, onde é o trabalho para aumentar a área da interface em . - Molecular: medida da energia resultante das forças coesivas que mantêm as moléculas unidas na superfície do líquido.