trabajo de fisica ii
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UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO
FACULTAD DECIENCIAS AGRARIAS
FISICA II
En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.
I. CONCEPTO:
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La superficie del líquido se comporta como una membrana en tensión de acuerdo con la teoría de atracción molecular
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TENSION SUPERFICIAL DE UNA MOLECULA
Las moléculas que se encuentran cerca de la superficie tienen una mayor atracción entre si, que las presente entre moléculas que están inmediatamente debajo de ella.
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a. EXPERIMENTO O METODO “Du Nouy”
II. EXPERIMENTOS DE TENSION SUPERFICIAL
Se mide una fuerza adicional ∆F (con el dinamómetro) que va ejercer sobre el anillo de aluminio, justo antes que la lamina del liquido se va a romper
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b. EXPERIMENTO N° 2 “ANILLO”
(a) Anillo metálico con un bucle de hilo extraído de una solución jabonosa
(b) (b) Anillo de alambre en el que se pincho el centro del bucle
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III.COEFICIENTE DE TENSION SUPERFICIAL
se define como la razón entre la fuerza superficial y la longitud perpendicular a la fuerza a lo largo de la cual actúaUnidad: N/m
2
F
l
2
F
l
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IV. SOBREPRESION Y DEPRESION
Acción de la curvatura de una superficie: (a) Sobrepresión; (b) Depresión.
“Toda película superficial curva ejerce sobre el líquido una presión complementaria, en comparación con aquella que experimenta dicho líquido cuando la película superficial es plana; si la superficie es convexa, la presión complementaria es positiva (sobrepresión); si es convexa, la presión complementaria es negativa (depresión)”
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Presión complementaria para una superficie del líquido de forma esférica
Las fuerzas de tensión superficial aplicadas al contorno del casquete son tangentes ala superficie esférica.
LF s
Casquete esférico de área ΔA, tomado de una esfera de radio R para determinar la sobrepresión.
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Presión complementaria para una lámina de líquido de forma esférica.
El coeficiente de tensión superficial constante ala presión complementaria es DP al radio de la superficie esférica
4 SpR
Donde: p: presión Ys: Coeficiente de tensión superficial
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Presión bajo la superficie curva de un líquido de forma cualquiera.
Para determinar la diferencia de presión bajo una superficie de forma arbitraria es necesario conocer la curvatura de la superficie general
La magnitud C = 1/R, se le conoce con el nombre de curvatura de la esfera.
21
11
RRC
La curvatura media de la superficie en el punto O, se expresa como
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Presión bajo la superficie curva de un líquido de forma cualquiera.
fórmula de Laplace
210
11RR
pp S
Esta debida a la superficie de un líquido de forma arbitraria
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V. ANGULO DE CONTACTO
• Se refiere al ángulo que forma la superficie de un líquido al entrar en contacto con un sólido.
• El ángulo de contacto depende de las fuerzas de adhesión y cohesión de los líquidos en estudio.
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V. ANGULO DE CONTACTO
Son laminas que se forman a partir de una pared ya sea solida o liquida y poseen espesor, cada lamina se encuentra asociada a una tensión superficial.
FSL = Tensión superficial de la lámina sólido-líquidoFSV = Tensión superficial de la lámina sólido-vaporFLV =Tensión superficial de la lámina líquido-vapor
Fig. Láminas que delimitan los límites: sólido – líquido –vapor.
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Diagrama de cuerpo libre de las láminas sólido-líquido-vapor para el Ioduro de metileno en contacto con vidrio.
Las ecuaciones de equilibrio según las direcciones mostradas proporcionan.
0 xF
senFA LV
0 yF
.cosLVSLSV FFF
Donde A, es la fuerza de atracción entre la posición aislada y la pared, y se denomina fuerza de adhesión.
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Interacción molecular entre moléculas del sólido (vidrio) y el líquido (agua).
(4.43)
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VI. CAPILARIDAD
Es la tendencia de un líquido a absorberse en un tubo estrecho (tubo capilar).
Es la elevación de un fluido liquido en un tubo abierto de radio muy pequeño y a los tubos donde se presenta ese efecto se llama capilaridad
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En el caso donde el fluido moja la pared, el ángulo de contacto es menor de 90. en esta situación el fluido se eleva una altura “h” hasta alcanzar el equilibrio.
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Para determinar la altura “ h ” en primer lugar se traza el DCL de la masa líquida ABCD que ascendió, como se muestra
Se observa:
la tensión superficial (FS), el peso de la masa líquida (W), la fuerza debido a la presión atmosférica sobre CD y la fuerza debido a la presión sobre la superficie AB.
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La capilaridad juega un papel importante en riego, particularmente en sistemas de riego que hacen uso de esta propiedad para distribuir el agua dentro de la zona radicular del cultivo. Por ejemplo, en sistemas de subirrigación, surcos y especialmente en riego por goteo
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GRACIAS