Tensão Superficial

1. Definição

1.1. Define-se tensão superficial, γ, como a razão entre o trabalho externo, W, necessário para aumentar a área, A, do liquido, ou seja: γ = dW/dA

2. Exemplos

2.1. Considere que os condutos do xilema de uma árvore de 100 metros de altura têm um diâmetro médio de 0,1 nanômetros. Admitindo-se que a tensão superficial seja a única responsável pelo transporte da seiva até a folhagem, determina: a) Qual deveria ser o valor da tensão superficial da seiva? b) Que conclusão é possível tirar desse resultado? Dados: Tensão superficial da seiva igual a 0,055 Newton por metro quadrado Densidade da água igual a 1000 quilograma por metro quadrado

2.1.1. a) Utilizando-se da equação de Laplace: ∆p = 2γ/r Na hidrostática: ∆p = ρgh Logo: ρgh = = 2γ/r Isolando em função de γ: γ = ρghr/2 Substituindo os valores fornecidos: γ = 24,525 Newton por metro quadrado

2.1.2. b) Como o valor da seiva encontrado foi de 24,525 Newton por metro quadrado e o valor experimental (fornecido) pelo exercício é de 0,055 Newton por metro quadrado, fica claro, portanto, a existência de outras forças que, juntamente com a capilaridade, elevam a seiva bruta pelo xilema até as folhas.

3. Conceito

3.1. Efeito físico que ocorre na interface entre duas fases químicas. Ela faz com que a camada superficial de um líquido venha a se comportar como uma membrana elástica. Esta propriedade é causada pelas forças de coesão entre moléculas semelhantes, cuja resultante vetorial é diferente na interface. Enquanto as moléculas situadas no interior de um líquido são atraídas em todas as direções pelas moléculas vizinhas, as moléculas da superfície do líquido sofrem apenas atrações laterais e internas.

4. Aplicações

4.1. Um teste clínico para icterícia a urina normal possui uma tensão superficial de 0,066 N/m, mas se a urina contiver bile (o que ocorre em caso de icterícia), a tensão superficial da urina diminui para aproximadamente 0,055 N/m. Em um teste que é feito, espalha-se enxofre em pó sobre a superfície da urina: o pó flutua na urina normal, no entanto, ele afunda se a tensão superficial da urina é diminuída pela presença da bile, indicando a icterícia.

4.2. Ao lavar roupas: a principal razão para usarmos água quente na lavagem de roupas vem do fato de que a tensão superficial da água sofre uma diminuição com o aquecimento, fazendo com que ela molhe mais facilmente o tecido. Por outro lado, sabão e detergente também auxiliam na lavagem das roupas, pois diminuem a tensão superficial da água, fazendo com que a água penetre mais facilmente nas fibras e nas áreas sujas dos tecidos.

4.3. Desinfetantes são usualmente soluções de baixa tensão superficial. Este fato lhes permite espalhar-se sobre as paredes das células das bactérias, rompendo-as. Existe um desinfetante, o S.T. 37, que o próprio nome mostra a sua baixa tensão superficial, quando comparada com o valor de 72 da tensão superficial da água. (Estes valores se referem à tensão superficial medida em dinas/cm)

4.4. As moléculas de água (líquida) se atraem através de forças eletrostáticas - forças de van der Waals. A distribuição de cargas na molécula de água não é simétrica, fazendo com que ela apresente um momento de dipolo elétrico. Isto resulta em uma atração tal entre estas moléculas polares, que contribui para a coesão entre as moléculas de água, para sua viscosidade e tensão superficial. Em líquidos apolares (exemplo: tetracloreto de carbono) as forças de van der Waals são mais fracas, manifestando-se em uma baixa tensão superficial e baixo ponto de ebulição.