Diferencia entre la tensión superficial y la acción capilar

Diferencia clave: superficie Tensión VS Acción Capilar
 

La tensión superficial y la acción capilar son propiedades físicas de las sustancias líquidas. Son propiedades macroscópicas de los líquidos. El diferencia clave entre la tensión superficial y la acción capilar es que, La tensión superficial se mide a medida que la fuerza se aplica en una cierta longitud del líquido dada por la unidad N/M (Newton por metro), mientras que la acción capilar se mide como la altura de la columna de líquido que se dibuja hacia arriba, contra la gravedad dada por la unidad m (medidor).

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es la tensión superficial?
3. ¿Qué es la acción capilar?
4. Relación entre la tensión superficial y la acción capilar
5. Comparación de lado a lado - Tensión superficial vs Acción capilar en forma tabular
6. Resumen

¿Qué es la tensión superficial??

La tensión superficial es un fenómeno en el que la superficie de un líquido, donde el líquido está en contacto con el gas, actúa como una hoja elástica delgada. El término tensión superficial se usa solo cuando el líquido está en contacto con un gas (ex: cuando se abre a la atmósfera normal). El término "tensión de la interfaz" se usa para la capa entre dos líquidos.

Las atracciones entre diferentes especies químicas hacen que las moléculas líquidas se unan. Las moléculas líquidas en la superficie del líquido son atraídas por las moléculas en el medio del líquido. Este es un tipo de cohesión. Pero la atracción entre las moléculas líquidas y las moléculas de aire (o las fuerzas adhesivas) es insignificante. Por lo tanto, esta capa superficial de moléculas líquidas actúa como una membrana elástica. La capa superficial de las moléculas líquidas está bajo tensión porque no hay suficientes fuerzas de atracción para equilibrar la actuación de las fuerzas cohesivas sobre ellas, por lo que esta condición se llama tensión superficial.

Figura 01: Las fuerzas de atracción en las moléculas líquidas en la superficie del líquido

Fórmula para el cálculo de la tensión superficial

Tensión superficial (γ) = f/d

Aquí, F es la fuerza superficial y D es la longitud a lo largo de la cual actúa la fuerza superficial. Por lo tanto, la medición de la tensión superficial viene dada por la unidad N/M (Newton por metro).Es la unidad SI para la medición de la tensión superficial.

¿Qué es la acción capilar??

La acción capilar es la capacidad de un líquido para fluir en espacios estrechos sin la ayuda o en oposición a las fuerzas externas como la gravedad. Se puede observar como dibujo líquido a través de un tubo capilar en la dirección ascendente.

La acción capilar ocurre debido a las fuerzas intermoleculares entre las moléculas líquidas y la superficie del tubo capilar. Por lo tanto, ocurre debido a las fuerzas de adhesión. Cuando el diámetro del tubo es suficientemente pequeño, el líquido aumenta a través del tubo debido a las fuerzas adhesivas y cohesivas. Las fuerzas cohesivas (fuerzas de atracción entre moléculas similares) hacen que las moléculas sean hacia arriba.

Cuando se coloca un tubo capilar en un líquido, se forma un menisco en el borde del tubo. Luego, debido a las fuerzas de adhesión entre las moléculas de líquido y la pared del tubo, el líquido se tira hacia arriba hasta que la fuerza gravitacional actúe sobre esa cantidad de líquido es suficiente para superar la fuerza adhesiva. Entonces las moléculas líquidas se tiran hacia arriba debido a la cohesión.

Figura 02: Acción capilar: un modelo

La acción capilar es común entre las plantas. Los vasos de xilema son tubos capilares que pueden dibujar agua con nutrientes disueltos hacia arriba. Esto cumple con el requisito de agua y nutrientes por ramas y hojas de grandes plantas.

¿Cuál es la relación entre la tensión superficial y la acción capilar??

La acción capilar crea una columna líquida en un tubo capilar. La altura de la columna líquida se puede determinar mediante la ecuación que se proporciona a continuación.

Fórmula para el cálculo de la altura de la columna líquida

h = 2γcosθ / ρgr

En esto,

• h es la altura de la columna líquida,
• γ es la tensión superficial del líquido (la unidad es N/M),
• θ es el ángulo de contacto entre el líquido y la pared del tubo,
• ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración debido a la gravedad (la unidad es kg/m³),
• r es el radio del tubo (m).

¿Cuál es la diferencia entre la tensión superficial y la acción capilar??

Resumen - Superficie Tensión VS Acción Capilar

La tensión superficial y la acción capilar son dos tipos de propiedades microscópicas de los líquidos. La diferencia entre la tensión superficial y la acción capilar es que, la tensión superficial se mide a medida que la fuerza se aplica en una cierta longitud del líquido dada por la unidad N/M (Newton por metro), mientras que la acción capilar se mide como la altura de la columna de líquido que se dibuja hacia arriba, contra la gravedad dada por la Unidad M (medidor).

Referencia:

1.Jones, Andrew Zimmerman. "¿Qué es la tensión superficial?? Definición y experimentos."THEWLECO. Disponible aquí
2.Perlman, USGS Howard. "Acción capilar."Acción capilar, de la Escuela de Ciencia Agua de USGS. Disponible aquí  
3."Acción capilar."Wikipedia, Fundación Wikimedia, 28 de febrero. 2018. Disponible aquí 

Imagen de cortesía:

1.'Wasmoleküleintröpfchen'by Usuario: Booyabazooka - Trabajo propio, (dominio público) a través de Commons Wikimedia
2.'Figura 02 02 05'by CNX OpenStax, (CC por 4.0) a través de Commons Wikimedia