A maior parte dos seres vivos é constituída por água, responsável por 70 a
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.
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
a
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:
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
e tem unidades de força por comprimento ( ) ou energia por área ( ). - 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
:
- Volume dessa esfera:
Se queremos expressar a área
em função do volume
, isolamos
em termos de
:
Substituindo em
:
O que essa relação mostra de qualitativo? Que, para um volume
dado, existe uma área mínima que é alcançada pela esfera. Como a energia associada à superfície é proporcional à área (energia superficial
), o sistema tende a reduzir
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 (
). 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.