Experimentamos coa auga: tensión superficial

7 Xuño 2013
tensión superficial1

A tensión superficial é un efecto que ocorre na zona superficial dun líquido que fai que a súa superficie se comporte como unha membrana elástica.

O noso equipo fixo varios experimentos coa auga relacionados coa tensión superficial e a capilaridade:

-Observar como se curva a superficie da auga: enchemos un vaso ata a beira e imos engadindo pingas ou pequenos obxectos ata que se rompa a tensión superficial. O mesmo sobre unha moeda.

-Observar como se manteñen pequenos obxectos sobre a superficie da auga grazas á tensión superficial: agullas, minas de lápis, pelos, papeis…

-Comprobar como absorben a auga diferentes materiais. Botamos unha pinga de auga sobre papeis de distintos tipos, teas, plásticos… e comprobamos a impermeabilidade ou absorción de auga.

-Facer pasar a auga dun vaso a outro empregando un anaco de papel absorbente. A auga sube polos capilares do papel e pinga no outro vaso ata equilibrar a altura.

-Comprobar como absorben auga as plantas a través dos vasos: puxemos varias flores en auga con tintes alimentarios e ao cabo dunha semana apareceron de distintas cores.

-Observar a capilaridade con dous portaobxectos ou cun tubo capilar. A auga sube pola adhesión das súas moléculas coas paredes de vidro. A altura está limitada polo peso do líquido. Acada máis altura na zona máis estreita.

tensión sup

TENSIÓN SUPERFICIAL

As forzas de cohesión entre as moléculas dos líquidos son responsables do fenómeno da tensión superficial. No interior da masa dun líquido, cada molécula é atraída de forma igual en todas as direccións polas moléculas veciñas, de xeito que a forza resultante é cero. Polo contrario, as moléculas da superficie non teñen outras moléculas do líquido por riba delas e, polo tanto, son atraídas cara ao interior do líquido o que crea certa presión interna e forzas na superficie do líquido que fai que esta se contraia para ter unha área mínima.

Se ningunha forza actúa na dirección dunha superficie, esta é plana. Na superficie de separación entre dous medios, se a presión nos medios é diferente, isto fai que se exerza unha forza normal á superficie de separación que tende a curvala.

As moléculas da superficie forman unha película invisible que evita que a auga desborde. Este efecto permite que pequenos obexetos se manteñan sobre a superficie e que algúns insectos camiñen sobre ela.

CAPILARIDADE

A auga ascende por tubos moi finos porque a forza de cohesión entre as súas moléculas é menor que a adhesión do

capilaridade

líquido co material do tubo. O líquido sube ata que a tensión superficial é equilibrada polo peso do líquido que enche o tubo.

Esta propiedade regula parcialmente o ascenso da auga polo interior dos vasos das plantas sen gastar enerxía para vencer a gravedade. Nas plantas máis grandes compleméntase co proceso de transpiración.

Un tubo estreito succionará o líquido nunha lonxitude maior que un tubo ancho. Un tubo de vidro de 0,1 mm de diámetro levanta unha columna de auga de 30 cm. Un tubo de 1 micrómetro pode levantala ata 15 m.

Este fenómeno é o que mantén unidas dúas placas de vidro humedecidas no seu interior.

POR QUE A AUGA MOLLA

A auga molla debido á existencia de dúas forzas: as “forzas de cohesión” que manteñen unidas entre sí as moléculas da auga  (H2O) e as “forzas de adherencia” que que se manifestan cando as moléculas de auga entran en contacto con outra superficie. Cando as fuerzas de cohesión son menores que as de adherencia, o líquido “molla”. Na auga a cohesión existente entre as súas partículas é moi baixa e por iso cando entra en contacto con outro corpo as súas moléculas van quedando “apegadas” a el e van producindo o efecto que chamamos “mollar”.

Os diferentes materiais non se mollan da mesma maneira, algúns son “impermeables”. Depende dos poros que teñan ou da presión que exerza a auga.