En esta práctica vamos a hallar la tensión superficial

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1. INTRODUCCIÓN:

La tensión superficial, las moléculas de un líquido se atraen entre si entonces se dice que el líquido esta cohesionado. Cuando existe una superficie va significar que las moléculas que están debajo de la superficie van a sentir dos fuerzas, una fuerza horizontal y otra hacia abajo, hay que recalcar que no hay fuerza hacia arriba ya que no ha moléculas encima de la superficie. Entonces las moléculas que se encuentran en la superficie son atraídas hacia el interior de éste. La tensión superficial se define en general como la fuerza que hace la superficie.

En esta práctica vamos a hallar la tensión superficial, mediante un anillo metálico, y el cual se hará con dos líquidos diferentes los cuales son el agua y el agua con detergente estas medidas se harán a diferentes temperaturas (variando cada 10 Co). Más adelante se explicará con mayor profundidad paso por paso el experimento que se va hacer.

La tensión superficial es muy importante ya que puede permitir a algunos seres vivos desplazarse por la superficie y sin tener el temor a caerse. Por ejemplo, el insecto (Gerris lacustris).

1. OBJETIVOS:

1. Obtener el coeficiente de tensión superficial del agua para varias temperaturas.
2. Hacer un grafico (con ajuste de curva) que muestre la variación del valor del coeficiente de tensión superficial con la temperatura.
3. Encontrar la relación empírica que exprese al coeficiente de tensión superficial en función de la temperatura.

1. MARCO TEÓRICO:

En física se denomina tensión superficial de un líquido a la fuerza espacial es decir una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos entre un espacio de otro, según su fuerza superficial implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), poder desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficialjunto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido.Otra definición de tensión superficial es la fuerza que actúa tangencialmente por unidad de longitud en el borde de una superficie libre de un líquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial.

Causas.

La tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. En el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el líquido y gas.

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Otra manera de verlo es que una molécula en contacto con su vecina está en un estado menor de energía que si no estuviera en contacto con dicha molécula. Las moléculas interiores tienen todas las moléculas vecinas que podrían tener, pero las partículas del contorno tienen menos partículas vecinas que las interiores y por eso tienen un estado más alto de energía. Para el líquido, el disminuir su estado energético es minimizar el número de partículas en su superficie. Energéticamente, las moléculas situadas en la superficie tiene una mayor energía promedio que las situadas en el interior, por lo tanto la tendencia del sistema será disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible.

Como resultado de minimizar la superficie, esta asumirá la forma más suave que pueda ya que está probado matemáticamente que las superficies minimizan el área por la ecuación de Euler-Lagrange. De esta forma el líquido intentará reducir cualquier curvatura en su superficie para disminuir su estado de energía de la misma forma que una pelota cae al suelo para disminuir su potencial gravitacional, por ende se dice que el agua al estar a más alta temperatura disminuye su fuerza en la superficie.

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Propiedades.

• Tiene el mismo valor en todas las direcciones:
• No depende del espesor y extensión de la membrana
• Varia con la temperatura y superficie de contacto

Mediciones para las tensiones superficiales.

Las  moléculas que forman una delgada capa y que se encuentran en la interfase tienen condiciones diferentes que las de interior, esto hace que la energía de ligadura de las moléculas que están en la superficie sea distinta que las que están en el interior. La diferencia entre estas energías se denomina energía superficial.

Es evidente que la energía superficial E es proporcional al área Sde la superficie divisoria.

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El coeficiente α depende de la naturaleza de los medios en contacto y de su estado, es el coeficiente de tensión.

La energía superficial tendera a adquirir un valor mínimo al igual que cualquier otra fuerza, se deduce que el coeficiente de la superficie divisoria de dos medios tendera a disminuir, a esto se debe la presencia de gotas, burbujas y pompas de jabón, adquieren una forma esférica para un volumen dado, es la figura con menor superficie. Las dimensiones de α se puede representar de distintas maneras  sea energía por unidad de área o fuerza por unidad de longitud.

En el siguiente informe realizaremos la tensión superficial con un anillo metálico que es introducido dentro del agua y otro recipiente agua con detergente. Al levantar el anillo se nota que se formara una delgada película de agua en el borde al momento de ser jalada, entonces la película del líquido es jalada una distancia delta de Y su área superficial se incrementa tanto en el lado exterior como interior por la cual existen 2 áreas de cilindro.

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