Clase de Capilaridad

Capilaridad NM3 Física

• Introduccion:

Antes de abordar la capilaridad, veremos un concepto importante para comprenderla.

• Se trata de la tensión superficial.

CapilaridadIntroducción

Capilaridad NM3 Física

Tensión superficial

Capilaridad NM3 Física

• En las moléculas que están presentes en un líquido, por ejemplo agua, hay fuerzas de atracción entre ellas, las que hacen que el líquido esté cohesionado.

• La resultante entre esas fuerzas hace que se anulen.

Tensión superficial

Capilaridad NM3 Física

• Ahora bien, si esa molécula está en la superficie, las moléculas que están debajo y a los lados sienten fuerzas hacia abajo y hacia el lado respectivamente, pero no hacia arriba, porque allí no hay moléculas.

• Entonces tenemos una resultante que empuja a la molécula hacia abajo.

Tensión superficial

Soil Physics 2010

Cohesion

If each water molecule has the same cohesion, then molecules on an

interface cohere preferentially inward and along the surface.

Capilaridad NM3 Física

• Imaginemos que esto está ocurriendo en todas las moléculas de agua que están en la superficie.

• Entonces tenemos que las moléculas están encadenas.• Este encadenamiento hace a la superficie del líquido

comportarse como si fuese una membrana elasticada.

Tensión superficial

Capilaridad NM3 Física

• Entonces la tensión superficial es la que hace que se forme una gota.

• O que un insecto flote sobre la superficie del agua.

Tensión superficial

Capilaridad NM3 Física

Interfacial tension- Surface energy

Soil Physics 2010

Surface tension Interfacial tensionSurface energy

One effect of surface energy is to minimize the surface area

Capilaridad NM3 Física

Capilaridad

Capilaridad NM3 Física

• Es la capacidad que tiene un líquido de subir espontáneamente por un canal minúsculo.

• Debido a la tensión superficial, el agua sube por un capilar.

• Esto se debe a fuerzas cohesivas, es decir, fuerzas que unen el líquido; y a fuerzas adhesivas, que unen al líquido con la superficie del capilar.

Capilaridad

Adhesion & cohesion

• Adhesion: the attraction of water molecules for solid surfaces

• Cohesion: the attraction of water molecules for each other

Capilaridad NM3 Física

Capilaridad positiva

Capilaridad NM3 Física

• Hay capilaridad positiva y negativa.

• Este ejemplo es una muestra de capilaridad positiva, debido a que el agua sube por el capilar.

• El menisco en este caso será cóncavo.

Capilaridad positiva

menisco

Capilaridad NM3 Física

• Ese ejemplo es una muestra de capilaridad negativa, debido a que el mercurio prácticamente no sube por el capilar.

• El menisco en este caso será convexo.

Capilaridad negativa

menisco

Capilaridad NM3 Física

Angulo de Contacto

Capilaridad NM3 Física

Capillarity: a visual

Ley de Jurin

Capillarity and Water Movement

• Soil water exists in small spaces as a film around soil particles

• Small soil pores act as capillary tubes

• Capillary action holds water in the small pores against the force of gravity

• The smaller the pores, the higher the water will rise

Relationship between pore size and height of capillary rise

Height of rise greater in finer textured soils

Height of rise doubles when radius is halved

A floating body (length 2.5cm) contains a small volume of soap, which serves as its fuel in propelling it across the free surface. The soap exits the rear of the boat, decreasing the local surface tension. The resulting fore-to-aft surface tension gradient propels the boat forward. The water surface is covered with Thymol blue, which parts owing to the presence of soap, visible as a whitish streak.

From John Bush, MIT

A soap boat

Soil Physics 2010

Teoría del Irodov