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. los diferencia clave Entre la tensión superficial y la acción capilar es que, la tensión superficial se mide como la fuerza aplicada en una cierta longitud del líquido dado 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 empuja hacia arriba, contra la gravedad dada por la unidad m (metro).

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es la tensión superficial?
3. ¿Qué es la acción capilar?
4. Relación entre la tensión superficial y la acción capilar
5. Comparación lado a lado: tensión superficial frente a 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 lámina elástica delgada. El término tensión superficial se usa solo cuando el líquido está en contacto con un gas (por ejemplo, cuando se abre a la atmósfera normal). El término "tensión de interfaz" se utiliza 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) son despreciables. 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 las fuerzas cohesivas que actúan sobre ellas, por lo que esta condición se denomina tensión superficial..

Figura 01: Las fuerzas de atracción sobre 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 medida 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 de, o en oposición a, fuerzas externas como la gravedad. Puede observarse como un líquido que atraviesa un tubo capilar en dirección ascendente..

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

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

Figura 02: Acción capilar - un modelo

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

¿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 de líquido se puede determinar mediante la ecuación que se presenta 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 de líquido,
• 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 debida a la gravedad (la unidad es Kg / m)³),
• r es el radio del tubo (m).

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

Tensión superficial vs acción capilar
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 fina lámina elástica..	La acción capilar es la capacidad de un líquido para fluir en espacios estrechos sin la ayuda de, o incluso en oposición a, fuerzas externas como la gravedad.
Teoría
La tensión superficial es la fuerza en la superficie de un líquido expuesto al aire.	La acción capilar es el flujo de un líquido contra una fuerza externa sin ninguna ayuda.
Medición
La tensión superficial se mide como la fuerza aplicada a una cierta longitud del líquido dada por la unidad N / m (Newton por metro).	La acción capilar se mide como la altura de la columna de líquido que se dibuja hacia arriba, en contra de la gravedad dada por la unidad m (metro).

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 como la fuerza aplicada 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 (metro).

Referencia:

1.Jones, Andrew Zimmerman. “¿Qué es la tensión superficial? Definición y Experimentos. ”ThoughtCo. Disponible aquí
2.Perlman, USGS Howard. "Acción capilar". Acción capilar, de USGS Water-Science School. Disponible aquí  
3. “Acción capilar”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 de febrero de 2018.. Disponible aquí 

Imagen de cortesía:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'By User: Booyabazooka - Trabajo propio, (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. 'Figura 02 02 05' por CNX OpenStax, (CC BY 4.0) vía Commons Wikimedia