a)O que é ‘wetting’?
b) Sabendo que o parâmetro de espalhamento de um líquido é dado por
, diga o tipo de interação entre o líquido e a superfície sólida dependendo do valor de
.
b) Sabendo que o parâmetro de espalhamento de um líquido é dado por
Passo 1
O enunciado pede:
a) definir o que é “wetting” (molhabilidade), e
b) usar o parâmetro de espalhamento
a) definir o que é “wetting” (molhabilidade), e
b) usar o parâmetro de espalhamento
para classificar o tipo de interação entre um líquido e uma superfície sólida.
Passo 2
Wetting (molhabilidade) é o fenômeno em que um líquido espalha-se ou não sobre uma superfície sólida, substituindo o vapor ou ar junto à superfície. Em termos de equilíbrio de tensões superficiais, introduzimos o ângulo de contato
pela equação de Young:
onde
é a tensão entre sólido e ar (vapor),
é a tensão entre sólido e líquido,
é a tensão superficial do líquido no ar.
Passo 3
O parâmetro de espalhamento
mede a tendência de o líquido cobrir a superfície sólida em vez de formar gotas. Ele é definido por
Quando
é positivo ou negativo, isso indica se a energia do sistema diminui ao espalhar o líquido.
Passo 4
Classificação da interação segundo o sinal de
:
Se
, então
. O sistema reduz sua energia espalhando o líquido, produzindo molhabilidade completa (ângulo de contato
).
Se
, então
. Estado limite de equilíbrio, o líquido fica estável com ângulo de contato intermediário.
Se
, então
. O sistema não ganha energia ao espalhar, resultando em molhabilidade parcial ou não-molhabilidade (ângulo de contato
).
Resposta
a) Wetting (molhabilidade) é o fenômeno que determina se um líquido se espalha ou forma gotas numa superfície, descrito pelo ângulo de contato e pelo equilíbrio das tensões superficiais.
b)
: molhabilidade completa (líquido espelha toda a superfície).
: estado de equilíbrio (ângulo de contato crítico).
: molhabilidade parcial ou não-molhabilidade (formação de gotas).
b)