A maior parte dos seres vivos é constituída por água, responsável por 70 a 85 \% de sua massa. Considere as afirmativas abaixo relacionadas às propriedades físico-químicas da água.
A tensão superficial está presente nas gotas de água, sendo responsável pela forma peculiar que elas possuem.

Passo 1

O enunciado dá a informação de que a maior parte dos seres vivos é água (citado como 70\% a 85\% da massa) e apresenta a afirmativa a ser julgada: “A tensão superficial está presente nas gotas de água, sendo responsável pela forma peculiar que elas possuem.”
O que se pede neste exercício é decidir se essa afirmativa é correta e entender por quê. As informações relevantes do enunciado são:
  • A água forma gotas (observação empírica).
  • A afirmativa atribui a forma característica das gotas à tensão superficial.

Passo 2

O que é tensão superficial? Vou explicar devagar e sem frescura.
  • Moléculas de água no interior de um volume estão cercadas por outras moléculas; as forças intermoleculares (principalmente ligações de hidrogénio na água) puxam cada molécula para todas as direções, resultando em força líquida praticamente nula.
  • Na superfície do líquido, as moléculas não têm vizinhos para todos os lados: há uma assimetria nas forças intermoleculares. Isso cria uma “camada” com energia extra — para aumentar a área de superfície é preciso “quebrar” ligações e gastar energia.
  • Tensão superficial é a medida dessa energia por unidade de área; chama-se geralmente \gamma e tem unidades de força por comprimento ( \mathrm{N/m}) ou energia por área ( \mathrm{J/m^2}).
  • Em termos simples: a superfície age como uma membrana elástica que tenta minimizar sua área porque cada aumento de área custa energia.

Passo 3

Como isso gera forma esférica nas gotas? Vamos usar uma ideia muito útil: para um volume fixo, a esfera tem a menor área superficial possível. Vou mostrar as fórmulas e como se relacionam.
  • Área da superfície de uma esfera de raio r:
S = 4\pi r^{2}.
  • Volume dessa esfera:
V = \frac{4}{3}\pi r^{3}.
Se queremos expressar a área S em função do volume V, isolamos r em termos de V:
r = \left(\frac{3V}{4\pi}\right)^{1/3}.
Substituindo em S:
S = 4\pi \left(\frac{3V}{4\pi}\right)^{2/3}.
O que essa relação mostra de qualitativo? Que, para um volume V dado, existe uma área mínima que é alcançada pela esfera. Como a energia associada à superfície é proporcional à área (energia superficial E=\gamma S), o sistema tende a reduzir S para diminuir a energia. Portanto, a forma que minimiza a energia superficial é a esfera — é por isso que gotas pequenas tendem a ser quase esféricas.

Passo 4

Conectando a teoria ao que se vê na prática (dica amiga):
  • Em gotas muito pequenas, a tensão superficial domina e a gota fica quase esférica.
  • Em gotas maiores, a gravidade começa a competir com a tensão superficial e a gota fica mais achatada (pense de gota pingando no vidro).
  • Se a gota está em contato com uma superfície, existem também forças de adesão entre a água e a superfície; o equilíbrio entre coesão (entre moléculas de água) e adesão (água-superfície) define o ângulo de contato e a forma final da gota sobre a superfície. Mas a tendência a “puxar” a superfície para reduzir área continua sendo a tensão superficial atuando.

Passo 5

Resumo físico-químico prático e motivador: a presença de ligações de hidrogénio e outras forças intermoleculares gera tensão superficial ( \gamma). Por causa dessa tensão, uma gota busca a forma que minimiza a área superficial para um dado volume — e essa forma é a esfera. Assim, a tensão superficial está mesmo presente e é a principal responsável pela forma característica das gotas (com exceções quando outras forças — gravidade, adesão — são comparáveis).

Resposta

Verdadeira.

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