Diferencia entre revisiones de «Capilaridad»

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La capilaridad es una propiedad de los fluidos que depende de su tensión superficial, la cual, a su vez, depende de la cohesión del fluido, y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular es menor que ladhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad.

Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.^[1]^[2]

Tubo capilar

Artículo principal: Tubo capilar

La masa líquida es inversamente proporcional al cuadrado del diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto succionará el líquido en una longitud mayor que un tubo ancho. Así, un tubo de vidrio de 0,1 mm de diámetro levantará una columna de agua de 30 cm. Cuanto más pequeño es el diámetro del tubo capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada. En capilares de 1 µm (micrómetro) de radio, con una presión de succión 1,5 × 10³ hPa (hectopascal = hPa = 1,5 atm), corresponde a una altura de columna de agua de 14 a 15 m.

Dos placas de vidrio que están separadas por una película de agua de 1 µm de espesor, se mantienen unidas por una presión de succión de 1,5 atm. Por ello se rompen los portaobjetos humedecidos al intentar separarlos.

Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares del líquido exceden a las existentes entre el líquido y el sólido, por lo que se forma un menisco convexo y la capilaridad trabaja en sentido inverso.

Las plantas succionan agua subterránea del terreno por capilaridad, aunque las plantas más grandes requieren de la transpiración para desplazar la cantidad necesaria.

Ley de Jurin

La ley de Jurin define la altura que se alcanza cuando se equilibra el peso de la columna de líquido y la fuerza de ascensión por capilaridad. La altura h en metros de una columna líquida está dada por la ecuación:

h={{2\gamma \cos {\theta }} \over {\rho gr}}

. donde:

$\scriptstyle \gamma$ = tensión superficial interfacial (N/m)

θ = ángulo de contacto

ρ = densidad del líquido h (kg/m³)

g = aceleración debida a la gravedad (m/s²)

r = radio del tubo (m)

Para un tubo de vidrio en el aire a nivel del mar y lleno de agua,

$\scriptstyle \gamma$ = 0,0728 N/m a 20 °C

θ = 0°

ρ = 1000 kg/m³

g = 9,80665 m/s²

entonces, la altura de la columna de agua, en metros, será:

h\approx {{1,4\times 10^{-5}} \over r}m

.

Por ejemplo, en un tubo de 1 mm de radio, el agua ascenderá por capilaridad unos 14 mm.

Véase también

↑ Brown, Theodore L.; LeMay, Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E; Burdge, Julia R (2004). Química La ciencia central (9.ª edición). Atlacomulco 500-5to. Piso Industrial Atoto53519 Naucalpan de Juárez, Edo. de México: PEARSON EDUCACIÓN,. p. 419.
↑ Chang, Raymond (2002). Química (7ª edición). Cedro Núm.512 Atlampa. México, D. F.: McGraw-Hill. p. 425. ISBN 970-10-3894-0.

[1] Brown, Theodore L.; LeMay, Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E; Burdge, Julia R (2004). Química La ciencia central (9.ª edición). Atlacomulco 500-5to. Piso Industrial Atoto53519 Naucalpan de Juárez, Edo. de México: PEARSON EDUCACIÓN,. p. 419.

[2] Chang, Raymond (2002). Química (7ª edición). Cedro Núm.512 Atlampa. México, D. F.: McGraw-Hill. p. 425. ISBN 970-10-3894-0.

[1]

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-La '''capilaridad''' es la propiedad de un fluido que le permite ascender o descender dentro de un tubo delgado.
+La '''capilaridad''' es una propiedad de los [[fluidos]] que depende de su [[tensión superficial]], la cual, a su vez, depende de la cohesión del fluido, y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un [[tubo capilar]].
+Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la [[fuerza intermolecular]] o cohesión intermolecular es menor que l[[adhesión]] del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que [[mojabilidad|moja]]. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del [[agua]], y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las [[plantas]], sin gastar energía para vencer la gravedad.
-Temas relacionados: [[fluidos]] , [[tensión superficial]], [[tubo capilar]] , [[adhesión]],
+Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del [[mercurio (elemento)|mercurio]], la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.<ref>{{cita libro
-=== Explicación del fenómeno a nivel del agua. ===
-El fenómeno de la capilaridad ocurre cuando la fuerza creada por la tensión superficial del líquido es menor que fuerza provocada por la atracción del líquido hacia las paredes del tubo, lo anterior produce una presión "capilar" que hace que el líquido suba dentro del tubo hasta que la presión creada por la altura de la columna del líquido equilibra la presión "capilar".
-Dicho de otra forma la fuerzas intermoleculares entre las partículas dentro del fluido son menores que las fuerzas intermoleculares entre las partículas del líquido y las partículas del material del tubo.
-Otra forma de entenderlo es que la fuerzas de cohesión entre las partículas del líquido son menores que las fuerzas de adhesión entre el líquido y la superficie del tubo.
-Por tanto el fenómeno de capilaridad depende de:  a) la tensión superficial del líquido, b) la interacción entre el líquido  y las paredes del tubo, c) la densidad del líquido  y el diámetro del tubo.
-Existen una serie de fenómenos relacionados que son interesantes por ejemplo:
-Cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar y el líquido es muy denso,  como el caso del [[mercurio (elemento)|mercurio]], la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie sea convexa.<ref>{{cita libro
  | apellido= Brown
  | nombre= Theodore L.
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  | página= 425
  | ISBN= 970-10-3894-0
-}}</ref>'''
+}}</ref>
-Existen una serie de
 == Tubo capilar ==
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 === Ley de Jurin ===
-Esta ley experimental trata de predecir la altura de la columna, nótese sin embargo que la fuerza de interacción entre el líquido no aparecen de forma clara por lo cual se requiere mayor investigación.
 La ley de [[James Jurin|Jurin]] define la altura que se alcanza cuando se equilibra el peso de la columna de líquido y la fuerza de ascensión por capilaridad. La altura ''h'' en [[metro]]s de una columna líquida está dada por la ecuación:
 :<math>h={{2\gamma\cos{\theta}}\over{\rho g r}}</math>
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 * [[Adhesión]]
+[[Categoría:Mecánica de fluidos]]
-== Referencias ==
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-{{control de autoridades}}
-[[Categoría:Mecánica de fluidos]]