sexta-feira, 25 de setembro de 2009

Para o colóquio

Comportamento dos líquidos em capilares

A diferença na pressão que ocorre através de uma interface curva tem muitas consequências importantes. Se o raio de curvatura da interface líquido-gás é negativa (como em uma bolha de gás em um líquido), a pressão é menos no líquido do que é no gás. Nós temos, até agora, interpretado isso como um excesso de pressão dentro da bolha de gás. Quando um líquido está contido num tubo capilar (fig. 5.8) é mais útil pensar na pressão do líquido como sendo negativa com respeito à pressão do gás. Uma pressão negativa (ou pressão de sucção) desse tipo é como uma tensão e a magnitude dessa tensão pode ser muito alta; pode ser limitada apenas pela resistência à tração do líquido.

5.5.1 Pressão capilar

Considere o líquido na figura 5.8. A altura à qual o ele vai subir no capilar é determinado pela curvatura do menisco. Se o raio do tubo é suficientemente pequeno, pode ser desprezada a distorção gravitacional e nós podemos estimar o raio de curvatura, R1 e R2, da interface como R1 = R2 = r/cos theta (fig 5.8(b)), onde theta é chamado o ângulo de contato. (Este é o ângulo entre a superfície do líquido e o sólido, medido no líquido). Nós discutiremos isso em mais detalhes na próxima seção. No momento nós assumimos que isso pode ser observado e medido macroscopicamente com suficiente exatidão.). A pressão deve ser a mesma nos pontos A e B e é menor no ponto C, por uma quantidade rô.g.h. A diferença de pressão através da interface superior é dada por (compare a eq. 5.22):

Equação

e então

Equação 5.43

onde rô1 e rô2 são as densidades do líquido e do vapor, respectivamente. Essa é a simples equação para o aumento da altura do líquido em um tubo estreito e é frequentemente utilizado para a medida da tensão superficial, especialmente de líquidos puros. É realmente pouco praticável quando theta = 0 (que é quando o líquido molha completamente o sólido). Se o ângulo de contato é não-zero, pode ser difícil medir com suficiente exatidão e pode ser variável. Nós estamos preocupados aqui com as consequências práticas da equação 5.43 mais do que suas aplicações na medição de gama (energia superficial).

Continua.

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