O que é tensão superficial? O que a causa ? O que é efeito capilar? O que o causa ?
Passo 1
Beleza, o exercício tá pedindo quatro coisas:
- O que é tensão superficial?
- O que a causa?
- O que é efeito capilar?
- O que o causa?
Isso cai na parte de Física de superfícies e fluidos (forças de coesão e adesão). Pra resolver, a gente vai precisar entender por que moléculas na interface se comportam diferente e como isso faz um líquido “subir” ou “descer” em tubos fininhos.
Passo 2
Vamos falar de tensão superficial.
– Imagina um líquido: lá no meio, cada molécula é atraída igualmente pelos lados, pra cima, pra baixo, pros lados. Mas na superfície, não tem moléculas “pra fora do líquido” puxando de volta.
– Isso faz com que as moléculas da superfície fiquem “repuxadas” pra dentro, formando uma espécie de filme elástico.
– Esse “filme” faz com que o líquido tente minimizar sua área de contato com o ar (por isso gota vira bola).
– A grandeza que mede isso é a tensão superficial , que é a força por unidade de comprimento:
– Imagina um líquido: lá no meio, cada molécula é atraída igualmente pelos lados, pra cima, pra baixo, pros lados. Mas na superfície, não tem moléculas “pra fora do líquido” puxando de volta.
– Isso faz com que as moléculas da superfície fiquem “repuxadas” pra dentro, formando uma espécie de filme elástico.
– Esse “filme” faz com que o líquido tente minimizar sua área de contato com o ar (por isso gota vira bola).
– A grandeza que mede isso é a tensão superficial
onde
é a força ao longo de um segmento de superfície de comprimento
.
Passo 3
Agora, o efeito capilar (ou capilaridade).
– Se você mergulhar um canudo fino (ou capilar) num líquido que “gruda” nele (como água em vidro), o líquido sobe um pouquinho dentro do tubo. Se for um líquido que não “gruda” (como mercúrio em vidro), ele desce.
– Isso rola por causa da soma de duas forças:
• Adesão: atração entre moléculas do líquido e moléculas do sólido.
• Coesão: atração entre moléculas do próprio líquido.
– Se a adesão ao vidro for maior que a coesão interna, o líquido “adere” às paredes e sobe.
– A altura de subida (no regime estático) obedece à fórmula de Jurin:
– Se você mergulhar um canudo fino (ou capilar) num líquido que “gruda” nele (como água em vidro), o líquido sobe um pouquinho dentro do tubo. Se for um líquido que não “gruda” (como mercúrio em vidro), ele desce.
– Isso rola por causa da soma de duas forças:
• Adesão: atração entre moléculas do líquido e moléculas do sólido.
• Coesão: atração entre moléculas do próprio líquido.
– Se a adesão ao vidro for maior que a coesão interna, o líquido “adere” às paredes e sobe.
– A altura de subida (no regime estático) obedece à fórmula de Jurin:
onde
• é a altura que o líquido sobe,
• é o ângulo de contato líquido-sólido,
• é a densidade do líquido,
• é a aceleração da gravidade,
• é o raio do tubo.
•
•
•
•
•
Passo 4
Em resumo, tensão superficial e capilaridade têm tudo a ver com como moléculas “se puxam” e como “gostam” de colar nas paredes. A tensão superficial é o efeito microscópico na interface líquido-ar. O efeito capilar é a manifestação disso (mais adesão) num tubo fininho, equilibrando forças de coesão, adesão e peso do líquido.
Resposta
Tensão superficial é a “película” elástica que surge na superfície de um líquido devido à coesão desigual das moléculas; ela é medida pela constante
.
Efeito capilar é a ascensão ou depressão do nível de um líquido em tubos muito finos, causado pelo equilíbrio entre a tensão superficial (coesão), a adesão do líquido à parede e o peso do líquido, descrito pela lei de Jurin .
Efeito capilar é a ascensão ou depressão do nível de um líquido em tubos muito finos, causado pelo equilíbrio entre a tensão superficial (coesão), a adesão do líquido à parede e o peso do líquido, descrito pela lei de Jurin