Tensión Superficial

Se trata de otra de las propiedades de los líquidos.

Es probable que cuando has estado en el campo te hayas encontrado en aguas tranquilas de estanques, charcas o ríos con insectos que caminan o toman el sol tranquilamente sobre la superficie del agua sin hundirse:

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Da la impresión que la parte superior del agua, la que está en contacto con el aire tiene una fina envoltura elástica muy fina y transparente.

Para estos insectos, la superficie del agua es como un gran colchón de agua.

¿No te has puesto a pensar alguna vez, delante de una gota de agua, por qué se va haciendo cada vez más grande hasta que se desprende?

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Además de verlo en el grifo de la cocina, lo observamos también en la naturaleza durante o después de la lluvia:

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También puedes hacer en tu casa lo siguiente:

1º Toma una pequeña aguja de coser.

2º Embadúrnala, úntala con un poco de grasa (mantequilla, tocino, aceite, etc.).

3º Colócala sobre un trocito de papel higiénico.

4º Deposítala despacio, horizontalmente y mucho cuidado sobre la superficie de un vaso o recipiente con agua.

El papel cuando absorba agua se hundirá y la aguja quedará flotando:

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Todos estos ejemplos y otros los tenemos diariamente ante nosotros.

¿Por qué sucede lo que acabamos de leer?

En los líquidos cada molécula interacciona (el significado de la interacción lo estudiamos en el Tema 2 – Dinámica) con las que la rodean.

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Representa un recipiente con agua.

Los círculos azules suponemos que son las moléculas de agua.

Las moléculas que hallan en el interior del líquido se intercambian fuerzas de atracción y repulsión con las que les son próximas.

Aunque a simple vista no lo parezca, hay una gran actividad molecular.

Las fuerzas entre las moléculas en el interior del líquido se compensan unas con otras:

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Pero esto no sucede con las moléculas que se hallan en la superficie:

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La fuerza vertical hacia arriba no existe y esto sucede con todas las moléculas situadas en ese lugar:

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Esto provoca la existencia de una fuerza de atracción hacia abajo o si quieres, hacia el interior del líquido para cada molécula situada en la superficie.

Este hecho provoca la existencia de una tensión en la superficie.

Decimos que un cuerpo está sometido a una tensión cuando se halla sometido a la acción de fuerzas que lo atraen.

Esta tensión en la superficie se manifiesta como una muy fina y elástica película que permite que algunos insectos puedan caminar sobre ella sin hundirse.

Esta fina tela o película que se crea en la superficie de un líquido hace como de envase. Lo puedes comprobar observando el modo como se va formando una gota de agua:

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(1)    Las moléculas de agua comienzan a acumularse dentro de la bolsa que produce la fuerza o la tensión que existe en la superficie del agua.

(2)    Cuando el peso del agua almacenada dentro de la película creada por la tensión de la superficie iguale a esta fuerza, la gota se desprende.

(3)    Toma un aspecto redondeado porque, partiendo de que la Naturaleza es muy sabia, sabemos que el máximo volumen con la mínima cantidad de superficie la conseguimos con la forma esférica.

(4)    Hemos visto también que las moléculas situadas en la superficie están sometidas a una fuerza cuyo sentido es hacia el interior.

Las gotas de líquidos diferentes que se desprenden ¿Tienen el mismo tamaño?

Cuando una gota se desprende significa que su peso iguala a la tensión superficial.

Cada líquido tiene su propia tensión superficial porque las fuerzas de interacción entre sus moléculas son diferentes.

Si la interacción entre sus moléculas es débil, su tensión superficial será menor lo que provocaría un menor tamaño de gota en el momento de caer.

4.32 Si te dicen que las interacciones de las moléculas del alcohol son más débiles que las del agua.

¿Qué gotas son mayores, a la hora de desprenderse, las del agua o las del alcohol?

Respuesta: Son mayores las del agua porque al ser la actividad entre sus moléculas más intensa provoca que su tensión superficial sea mayor por lo que el tamaño puede adquirir mayor volumen y soportar mayor peso. La membrana o película elástica que envuelve a la gota de agua es más fuerte que la del alcohol.

Unidades de la Tensión Superficial

La tensión superficial se suele representar, generalmente, con la letra griega gamma γ cuyo valor se mide en N/m y también en J/m2.

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