Tensão superficial

Dae galero vo posta um pouco sobre tensão superficial...



Primeiramente...


A tensão superficial é responsável por uma grande variedade de fenômenos de fácil observação. O mais evidente deles, e que historicamente levou também aos primeiros estudos quantitativos, é a flutuação
Concluímos que, apesar de a flutuação dos copos ser sempre explicada pela lei do empuxo, em escalas menores a flutuação dos corpos ainda se deve levar em conta o fenômeno da formação de "canoas invisíveis" que dispensam a necessidade de corpos mais leves disporem de uma conformação volumétrica que compense o seu peso.

Assim...

Uma barra de metal sólida certamente não é um bom candidato para flutuar em água. Suponhamos uma barra cilíndrica e bem alongada, porém pequena: uma agulha. No experimento "Flutuação da agulha" demonstramos que ela flutua.
Mesmo sem saber explicar exatamente porque a agulha pequena flutua (e a grande não), podemos verificar em quais condições (relações entre medidas) isso ocorre.

Analisando as superfícies de contato...

A noção de "superficial" na tensão superficial refere-se à "superfície de contato" entre o líquido e o objeto, ou seja, não ocorre apenas no contato do líquido com o ar, pode até ser no contato com outro líquido, e não ocorre apenas na "superfície" de um volume de líquido, mas também no seu interior (bolhas no fundo do mar por exemplo).

É um fenômeno físico-químico de fronteiras no contato entre espécies moleculares diferentes... apesar de líquidos não possuíram estrutura fixa, existe um arranjo molecular estatisticamente bem determinado, e esse arranjo se modifica nas fronteiras do líquido com outros objetos... por ser um "arranjo modificado" presente apenas ao longo da fronteira, esse arranjo como um todo tem a forma e o comportamento de uma membrana.

Visão microscópica...

A tensão superficial ocorre devido às forças de atração que as moléculas internas do líquido exercem sobre as da superfície.

As moléculas situadas no interior de um líquido são atraídas em todas as direções pelas moléculas vizinhas e, por isso, a resultante das forças que atuam sobre cada molécula é praticamente nula. Elas só não "grudam" (o que transformaria o líquido em sólido) porque a agitação/vibração intensa (de cada molécula) não permite.

As moléculas da superfície do líquido, entretanto, sofrem apenas atração lateral e inferior. Esta força para o lado e para baixo cria a tensão na superfície, que faz a mesma comportar-se como uma película elástica.

A água tem uma tensão superficial mais intensa do que a grande maioria dos líquidos usuais (óleo, álcool, solventes, ácidos, etc.); isso se deve pela ocorrência de "pontes de hidrogênio" entre as moléculas de água. Cada molécula estabelece até quatro pontes com as moléculas vizinhas.

Filmes finos e membranas...

Filmes finos são materiais que se apresentam na forma de películas, muito mais finas do que uma folha de papel: eles podem possuir a espessura de uma molécula.

Talvez os mais conhecidos filmes finos sejam as bolhas de sabão, e as películas de substâncias tais como gasolina ou óleo que se formam ao espalharem-se numa superfície a água, com reflexos coloridos e figuras onduladas.

Na Fisica...

A tensão superficial é um efeito que ocorre na camada superficial de um liquido que leva a sua superfície a se comportar como uma membrana elástica. As moléculas situadas no interior de um líquido são atraídas em todas as direções pelas moléculas vizinhas e, por isso, a resultante das forças que atuam sobre cada molécula é praticamente nula. As moléculas da superfície do líquido, entretanto, sofrem apenas atração lateral e inferior. Esta força para o lado e para baixo cria a tensão na superfície, que faz a mesma comportar-se como uma película elástica. A tensão superficial está presente em situações interessantes: A gota de água que se forma em uma torneira mantém sua forma devido a elasticidade na superfície da gota.

Forças em contato, mostrado ponto de contato ângulo superior a 90 ° (à esquerda) e inferior a 90 ° (à direita).

Este efeito permite que insetos caminhem sobre a água.

O uso de surfactantes e detergentes rompe a tensão superficial, por reduzir as forças de coesão entre as moléculas do líquido.

A tensão superficial está relacionada com a diferença de pressão entre os dois lados de uma interface pela equação:

Em que R1 e R2 são os raios de curvatura da interface.

Em questão de trabalho...

Precisa-se de trabalho para aumentar a área de um líquido. A tensão de superfície pode ser definida como sendo esse trabalho:

tensão de superfície = Y = W/A

onde A é a área da superfície.

Se tivermos um filme fino, e tentarmos esticá-lo, o filme resiste. A tensão de superfície também pode ser definida como a força F por unidade de comprimento L que resiste ao esticamento:

tensão de superfície = Y = F/L

A água é usualmente utilizada para limpeza, mas a tensão de superfície dificulta a penetração da água em pequenos orifícios, como os encontrados em roupas. Quando se adiciona sabão a água, a tensão superficial é diminuida, e as roupas (ou qualquer outra coisa) são muito mais facilmente limpas.



Fontes...
http://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_superficial
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_dos_fluidos
http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/hidrodinamica/viscosidade.html
http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/hidrodinamica/viscosidade.html