Diferența cheie – Tensiunea de suprafață vs acțiunea capilară
Tensiunea superficială și acțiunea capilară sunt proprietăți fizice ale substanțelor lichide. Sunt proprietăți macroscopice ale lichidelor. Diferența cheie dintre tensiunea superficială și acțiunea capilară este că, tensiunea superficială este măsurată ca forță aplicată pe o anumită lungime a lichidului dată de unitatea N/m (Newton pe metru), în timp ce acțiunea capilară este măsurată ca înălțimea coloanei de lichid. care este tras în sus, față de gravitația dată de unitatea m (metru).
Ce este tensiunea superficială?
Tensiunea superficială este un fenomen în care suprafața unui lichid, unde lichidul este în contact cu gazul, acționează ca o foaie elastică subțire. Termenul de tensiune superficială este folosit numai atunci când lichidul este în contact cu un gaz (ex: când este deschis în atmosfera normală). Termenul „tensiune interfață” este folosit pentru stratul dintre două lichide.
Atractiile dintre diferitele specii chimice fac ca moleculele lichide sa se uneasca. Moleculele lichide de la suprafața lichidului sunt atrase de moleculele din mijlocul lichidului. Acesta este un tip de coeziune. Dar atracția dintre moleculele lichide și moleculele de aer (sau forțele adezive) sunt neglijabile. Prin urmare, acest strat de suprafață de molecule lichide acționează ca o membrană elastică. Stratul de suprafață al moleculelor lichide este sub tensiune deoarece nu există suficiente forțe de atracție pentru a echilibra forțele de coeziune care acționează asupra lor, astfel că această condiție se numește tensiune superficială.
Figura 01: Forțele de atracție asupra moleculelor lichide de la suprafața lichidului
Formula pentru calcularea tensiunii superficiale
Tensiune de suprafață (γ)=F/d
Aici, F este forța de suprafață și d este lungimea pe care acționează forța de suprafață. Prin urmare, măsurarea tensiunii superficiale este dată de unitatea N/m (Newton pe metru). Este unitatea SI pentru măsurarea tensiunii superficiale.
Ce este acțiunea capilară?
Acțiunea capilară este capacitatea unui lichid de a curge în spații înguste fără asistența sau în opoziție cu forțele externe precum gravitația. Poate fi observată ca aspirarea lichidului printr-un tub capilar în direcția ascendentă.
Acțiunea capilară are loc din cauza forțelor intermoleculare dintre moleculele lichide și suprafața tubului capilar. Prin urmare, apare din cauza forțelor de aderență. Când diametrul tubului este suficient de mic, lichidul se ridică prin tub datorită atât forțelor adezive, cât și forțelor de coeziune. Forțele de coeziune (forțele de atracție dintre molecule similare) fac ca moleculele să fie atrase în sus.
Când un tub capilar este plasat într-un lichid, se formează un menisc la marginea tubului. Apoi, din cauza forțelor de aderență dintre moleculele de lichid și peretele tubului, lichidul este tras în sus până când forța gravitațională care acționează asupra acelei cantități de lichid este suficientă pentru a depăși forța de adeziv. Apoi moleculele lichide sunt trase în sus din cauza coeziunii.
Figura 02: Acțiune capilară – un model
Acțiunea capilară este comună în rândul plantelor. Vasele de xilem sunt tuburi capilare care pot atrage apă cu nutrienți dizolvați în sus. Acest lucru îndeplinește cerințele de apă și nutrienți pentru ramurile și frunzele plantelor mari.
Care este relația dintre tensiunea de suprafață și acțiunea capilară?
Acțiunea capilară creează o coloană de lichid într-un tub capilar. Înălțimea coloanei de lichid poate fi determinată prin ecuația de mai jos.
Formula pentru calcularea înălțimii coloanei de lichid
h=2γcosθ / ρgr
În aceasta,
- h este înălțimea coloanei de lichid,
- γ este tensiunea superficială a lichidului (unitatea este N/m),
- θ este unghiul de contact dintre lichid și peretele tubului,
- ρ este densitatea lichidului, g este accelerația datorată gravitației (unitatea este Kg/m3),
- r este raza tubului (m).
Care este diferența dintre tensiunea de suprafață și acțiunea capilară?
Tensiune de suprafață vs acțiune capilară |
|
| Tensiunea superficială este un fenomen în care suprafața unui lichid, unde lichidul este în contact cu gazul, acționează ca o foaie elastică subțire. | Acțiunea capilară este capacitatea unui lichid de a curge în spații înguste fără asistența sau chiar în opoziție cu forțe externe precum gravitația. |
| Teoria | |
| Tensiunea superficială este forța pe suprafața unui lichid expus aerului. | Acțiunea capilară este curgerea unui lichid împotriva unei forțe externe fără nicio asistență. |
| Măsurare | |
| Tensiunea superficială se măsoară ca forță aplicată unei anumite lungimi a lichidului dată de unitatea N/m (Newton pe metru). | Acțiunea capilară este măsurată ca înălțimea coloanei de lichid care este trasă în sus, față de gravitația dată de unitatea m (metru). |
Rezumat – Tensiunea de suprafață vs acțiunea capilară
Tensiunea superficială și acțiunea capilară sunt două tipuri de proprietăți microscopice ale lichidelor. Diferența dintre tensiunea superficială și acțiunea capilară este că, tensiunea superficială este măsurată ca forță aplicată pe o anumită lungime a lichidului dată de unitatea N/m (Newton pe metru), în timp ce acțiunea capilară este măsurată ca înălțimea coloanei de lichid care este tras în sus, față de gravitația dată de unitatea m (metru).
