Diferença entre tensão superficial e ação capilar

Diferença-chave - Superfície Tensão vs Ação Capilar
 

A tensão superficial e a ação capilar são propriedades físicas de substâncias líquidas. São propriedades macroscópicas de líquidos. o diferença chave entre tensão superficial e ação capilar é que, a tensão superficial é medida como a força aplicada a um determinado comprimento do líquido fornecido pela unidade N / m (Newton por metro), enquanto a ação capilar é medida como a altura da coluna de líquido que é puxada para cima, em relação à gravidade dada pela unidade m (metro).

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é a tensão superficial
3. O que é ação capilar
4. Relação entre tensão superficial e ação capilar
5. Comparação lado a lado - tensão superficial versus ação capilar em forma de tabela
6. Resumo

O que é a tensão superficial?

A tensão superficial é um fenômeno no qual a superfície de um líquido, onde o líquido está em contato com o gás, age como uma fina folha elástica. O termo tensão superficial é usado apenas quando o líquido está em contato com um gás (por exemplo, quando aberto na atmosfera normal). O termo "tensão de interface" é usado para a camada entre dois líquidos.

Atrações entre diferentes espécies químicas fazem com que as moléculas líquidas se unam. As moléculas líquidas na superfície do líquido são atraídas pelas moléculas no meio do líquido. Este é um tipo de coesão. Mas a atração entre moléculas líquidas e moléculas de ar (ou forças adesivas) é insignificante. Portanto, essa camada superficial de moléculas líquidas atua como uma membrana elástica. A camada superficial das moléculas líquidas está sob tensão porque não há forças de atração suficientes para equilibrar as forças coesivas que atuam sobre elas, portanto, essa condição é chamada de tensão superficial.

Figura 01: As forças de atração em moléculas líquidas na superfície do líquido

Fórmula para cálculo da tensão superficial

Tensão superficial (γ) = F / d

Aqui, F é a força da superfície ed é o comprimento ao longo do qual a força da superfície atua. Portanto, a medição da tensão superficial é dada pela unidade N / m (Newton por metro). É a unidade SI para a medição da tensão superficial.

O que é ação capilar?

Ação capilar é a capacidade de um líquido fluir em espaços estreitos sem a ajuda de, ou em oposição a, forças externas como a gravidade. Pode ser observado como um desenho líquido através de um tubo capilar na direção ascendente.

A ação capilar ocorre devido às forças intermoleculares entre as moléculas líquidas e a superfície do tubo capilar. Portanto, ocorre devido a forças de adesão. Quando o diâmetro do tubo é suficientemente pequeno, o líquido sobe através do tubo devido a forças adesivas e coesivas. As forças coesivas (forças de atração entre moléculas similares) fazem com que as moléculas sejam atraídas para cima.

Quando um tubo capilar é colocado em um líquido, um menisco é formado na borda do tubo. Então, devido às forças de adesão entre as moléculas líquidas e a parede do tubo, o líquido é puxado para cima até que a força gravitacional aja sobre essa quantidade de líquido seja suficiente para superar a força adesiva. Então as moléculas líquidas são puxadas devido à coesão.

Figura 02: Ação capilar - um modelo

A ação capilar é comum entre as plantas. Os vasos xilemas são tubos capilares que podem extrair água com nutrientes dissolvidos para cima. Isso cumpre a exigência de água e nutrientes pelos galhos e folhas de plantas grandes.

Qual é a relação entre tensão superficial e ação capilar?

A ação capilar cria uma coluna líquida em um tubo capilar. A altura da coluna líquida pode ser determinada pela equação dada abaixo.

Fórmula para cálculo da altura da coluna líquida

h = 2γcosθ / ρgr

Nisso,

• h é a altura da coluna líquida,
• γ é a tensão superficial do líquido (a unidade é N / m),
• θ é o ângulo de contato entre o líquido e a parede do tubo,
• ρ é a densidade do líquido, g é a aceleração devido à gravidade (a unidade é Kg / m³),
• r é o raio do tubo (m).

Qual é a diferença entre tensão superficial e ação capilar?

Tensão superficial vs ação capilar
A tensão superficial é um fenômeno no qual a superfície de um líquido, onde o líquido está em contato com o gás, age como uma fina folha elástica.	Ação capilar é a capacidade de um líquido fluir em espaços estreitos sem a ajuda de, ou mesmo em oposição a, forças externas como a gravidade.
Teoria
A tensão superficial é a força na superfície de um líquido exposto ao ar.	Ação capilar é o fluxo de um líquido contra uma força externa sem qualquer assistência.
Medição
A tensão superficial é medida como a força aplicada a um determinado comprimento do líquido fornecida pela unidade N / m (Newton por metro).	A ação capilar é medida como a altura da coluna de líquido que é puxada para cima, em relação à gravidade dada pela unidade m (metro).

Sumário - Superfície Tensão vs Ação Capilar

A tensão superficial e a ação capilar são dois tipos de propriedades microscópicas dos líquidos. A diferença entre a tensão superficial e a ação capilar é que, a tensão superficial é medida como a força aplicada a um determinado comprimento do líquido fornecido pela unidade N / m (Newton por metro), enquanto a ação capilar é medida como a altura da coluna líquida que é puxado para cima, contra a gravidade dada pela unidade m (metro).

Referência:

1.Jones, Andrew Zimmerman. “O que é tensão superficial? Definição e Experiências. ” ThoughtCo. Disponivel aqui
2.Perlman, USGS Howard. "Ação capilar." Ação capilar, da USGS Water-Science School. Disponivel aqui  
3. "Ação capilar". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 de fevereiro de 2018. Disponível aqui 

Cortesia da imagem:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'By User: Booyabazooka - Trabalho próprio, (Domínio Público) via Commons Wikimedia
2.'Figura 02 02 05'Por CNX OpenStax, (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia