Diferencia clave: tensión superficial frente a acción capilar
La tensión superficial y la capilaridad son propiedades físicas de las sustancias líquidas. Son propiedades macroscópicas de los líquidos. La diferencia clave entre la tensión superficial y la acción capilar es que, la tensión superficial se mide como la fuerza aplicada sobre una determinada 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 es atraída hacia arriba, en contra de la gravedad dada por la unidad m (metro).
¿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 fina lámina elástica. 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 de líquido 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 de líquido y las moléculas de aire (o las fuerzas adhesivas) son insignificantes. 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 del SI para la medida 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. Se puede observar como un líquido que pasa a través de un tubo capilar en dirección ascendente.
La acción capilar se produce debido a las fuerzas intermoleculares entre las moléculas del líquido y la superficie del tubo capilar. Por lo tanto, se produce debido a las fuerzas de adhesión. Cuando el diámetro del tubo es lo suficientemente pequeño, el líquido sube a través del tubo debido tanto a las fuerzas adhesivas como cohesivas. Las fuerzas cohesivas (fuerzas de atracción entre moléculas similares) hacen que las moléculas sean atraídas 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 eleva hasta que la fuerza gravitatoria que actúa sobre esa cantidad de líquido es suficiente para vencer la fuerza adhesiva. Luego, las moléculas líquidas se elevan 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 extraer agua con nutrientes disueltos hacia arriba. Esto cumple con el requerimiento de agua y nutrientes de las ramas y hojas de las plantas grandes.
¿Cuál es la relación entre la tensión superficial y la acción capilar?
La acción capilar crea una columna de líquido en un tubo capilar. La altura de la columna de líquido se puede determinar mediante la siguiente ecuación.
Fórmula para el cálculo de la altura de la columna de líquido
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 de 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?
Tensión superficial frente a 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 o incluso en oposición a fuerzas externas como la gravedad. |
| Teoría | |
| La tensión superficial es la fuerza sobre la superficie de un líquido expuesto al aire. | La acción capilar es el flujo de un líquido contra una fuerza externa sin ninguna ayuda. |
| Medida | |
| 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 sube, contra la gravedad dada por la unidad m (metro). |
Resumen: tensión superficial frente a 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 sobre 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 es atraída hacia arriba, en contra de la gravedad dada por la unidad m (metro).
