Clase de Capilaridad
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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
• 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
Soil Physics 2010
Surface tension Interfacial tensionSurface energy
One effect of surface energy is to minimize the surface area
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
• 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
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