Tensión superficial

Tensión superficial

La tensión superficial es la tendencia de las superficies de los fluidos a encogerse hasta alcanzar la mínima superficie posible. ¿Has notado que cuando llenas un vaso con agua hasta el borde, todavía puedes agregar unas gotas más hasta que se derrame? ¿O alguna vez rompiste un termómetro y observaste cómo se comporta el mercurio caído? Todo esto sucede debido a la tensión superficial de la superficie. Entendamos el concepto, la definición de tensión superficial junto con su unidad SI, fórmula y ejemplos.

¿Qué es la tensión superficial?

tension superficial definicion, según la definición de tensión superficial ,  es el fenómeno que se produce cuando la superficie de un líquido está en contacto con otra fase (puede ser un líquido también). Los líquidos tienden a adquirir la menor superficie posible. La superficie del líquido se comporta como una lámina elástica.

“La tensión superficial es la tensión de la película superficial de un líquido causada por la atracción de las partículas de la capa superficial por la mayor parte del líquido, que tiende a minimizar el área superficial”.

La tensión superficial no sólo depende de las fuerzas de atracción entre las partículas dentro de un líquido dado, sino también de las fuerzas de atracción del sólido, líquido o gas en contacto con él. Se puede considerar que la energía responsable del fenómeno de la tensión superficial es aproximadamente equivalente al trabajo o energía necesarios para eliminar la capa superficial de moléculas en una unidad de área.

La tensión superficial normalmente se mide en dinas/cm; la fuerza en dinas se requiere para romper una película de 1 cm de longitud.

A continuación se muestra en una tabla la tensión superficial de varios líquidos:

Líquido Tensión superficial (N/m)
Hidrógeno 2.4
Helio 0,16
Agua 0,072
Etanol 22.0
Cloruro de sodio 114

 

La definición de tensión superficial nos permite saber que la tensión superficial depende principalmente de las fuerzas de atracción entre las partículas dentro de un líquido dado y también del gas, sólido o líquido en contacto con él.

¿Qué causa la tensión superficial?

Las fuerzas intermoleculares, como la fuerza de Van der Waals , atraen las partículas líquidas. A lo largo de la superficie, las partículas son atraídas hacia el resto del líquido. La tensión superficial se define como,

La relación entre la fuerza superficial F y la longitud L a lo largo de la cual actúa la fuerza.

Matemáticamente, la tensión superficial se puede expresar de la siguiente manera: ecuacion dimensional de la tension superficial

T=F/L

Dónde,

  • F es la fuerza por unidad de longitud
  • L es la longitud en la que actúa la fuerza.
  • T es la tensión superficial del líquido.

¿Cuál es la unidad de tensión superficial?

La unidad SI de tensión superficial es  Newton por metro o N/m . Consulte otras unidades en la tabla que se proporciona a continuación. unidades tension superficial

Unidad SI
Nuevo Méjico
Unidad CGS
din/cm

Dimensión de la tensión superficial: unidades de tension superficial

Como sabemos, la tensión superficial viene dada por la fórmula,

Tensión superficial = F/L

Sabemos que F = ma, sustituyendo el valor en la ecuación, obtenemos

=ma/L

Al igualar las cantidades fundamentales en la ecuación, obtenemos

=MLT -2 L -1

Resolviendo más, obtenemos

TM -2

Por tanto, la fórmula dimensional de la tensión superficial es MT -2 .

tension superficial del agua en n/m

Tension superficial formula: formula tension superficial

La tensión superficial es una propiedad física de los líquidos que se define como la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. La fórmula para calcular la tensión superficial (γ) es:

γ=F/L

donde F es la fuerza que actúa a lo largo de la superficie del líquido y L es la longitud sobre la cual actúa esa fuerza. La tensión superficial se mide en unidades de fuerza por unidad de longitud, como newtons por metro (N/m) en el sistema internacional. Esta propiedad es crucial para entender fenómenos como la formación de gotas y la capacidad de ciertos insectos para caminar sobre el. tension superficial formula dimensional, formula de la tension superficial, formula de tension superficial, formulas de tension superficial

Ejemplos de tensión superficial: tension superficial unidades

Los zancudos, que son pequeños insectos, pueden caminar sobre el agua ya que su peso es considerablemente menor para penetrar la superficie del agua. Así, existen varios ejemplos de tensión superficial que se encuentran en la naturaleza. Algunos casos se proporcionan a continuación:

  • Insectos caminando sobre el agua.
  • Flotando una aguja en la superficie del agua.
  • Materiales de carpa a prueba de lluvia donde la tensión superficial del agua cerrará los poros del material de la carpa.
  • Prueba clínica de ictericia.
  • Desinfectantes de tensión superficial (los desinfectantes son soluciones de baja tensión superficial).
  • Limpieza de ropa con jabones y detergentes que reduce la tensión superficial del agua.
  • Lavar con agua fría
  • Burbujas redondas donde la tensión superficial del agua proporciona la tensión de la pared para la formación de burbujas de agua.
  • Este fenómeno también es responsable de la forma de las gotas de líquido.

¿Cómo calcular la tensión superficial?

A continuación se muestra un ejemplo para calcular la tensión superficial utilizando la fórmula.

¿Calcule la tensión superficial de un líquido dado cuya fuerza de arrastre es de 7 N y la longitud en la que actúa la fuerza es de 2 m?

Solución:

Dado,

  • F = 7 norte
  • largo = 2 metros

Según la fórmula,

T = F/L

⇒T = 7/2

 T = 3,5 N/m

Métodos de medición

Algunos métodos de medición de la tensión superficial se dan en los puntos siguientes:

  • Método de caída giratoria
  • Método de caída del colgante
  • Método Du Noüy-Padday
  • Método del anillo Du Noüy
  • Método de la placa de Wilhelmy
  • Método de caída del colgante
  • método estalagmométrico
  • Método de ascenso capilar
  • Método de presión de burbuja
  • Oscilaciones resonantes de una gota de líquido esférica y hemisférica.
  • La frecuencia vibratoria de las gotas levitadas.
  • Método de gota sésil

Preguntas frecuentes – Preguntas frecuentes

Q1

¿Por qué la gota de lluvia es esférica?

Presencia de fuerzas de cohesión entre las moléculas del líquido y la tensión superficial del líquido.

Q2

¿Qué sucede cuando se carga una pompa de jabón?

Cuando se carga una pompa de jabón, se expande.

Q3

¿Cuál es la fórmula dimensional de la tensión superficial?

La fórmula dimensional de la tensión superficial es: [ML 0 T -2 ].

Q4

¿Cuál es la tensión superficial del agua en su punto de ebullición?

La tensión superficial del agua en su punto de ebullición es cero.

Q5

¿Cuáles son las fuerzas detrás del origen de la tensión superficial?

Las fuerzas detrás del origen de la tensión superficial son una fuerza cohesiva y una fuerza adhesiva.

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