Diferència clau: tensió superficial vs acció capil·lar
La tensió superficial i l'acció capil·lar són propietats físiques de les substàncies líquides. Són propietats macroscòpiques dels líquids. La diferència clau entre la tensió superficial i l'acció capil·lar és que, la tensió superficial es mesura com la força aplicada a una determinada longitud del líquid donada per la unitat N/m (Newton per metre), mentre que l'acció capil·lar es mesura com l'alçada de la columna de líquid. que s'estira cap amunt, contra la gravetat donada per la unitat m (metre).
Què és la tensió superficial?
La tensió superficial és un fenomen en què la superfície d'un líquid, on el líquid està en contacte amb el gas, actua com una fina làmina elàstica. El terme tensió superficial només s'utilitza quan el líquid està en contacte amb un gas (per exemple, quan s'obre a l'atmosfera normal). El terme "tensió de la interfície" s'utilitza per a la capa entre dos líquids.
Les atraccions entre diferents espècies químiques fan que les molècules líquides s'uneixin. Les molècules líquides de la superfície del líquid són atretes per les molècules del mig del líquid. Aquest és un tipus de cohesió. Però l'atracció entre les molècules líquides i les molècules d'aire (o les forces adhesives) és insignificant. Per tant, aquesta capa superficial de molècules líquides actua com una membrana elàstica. La capa superficial de les molècules líquides està sota tensió perquè no hi ha prou forces d'atracció per equilibrar les forces de cohesió que actuen sobre elles, per tant, aquesta condició s'anomena tensió superficial.
Figura 01: les forces d'atracció sobre les molècules líquides a la superfície del líquid
Fórmula per al càlcul de la tensió superficial
Tensió superficial (γ)=F/d
Aquí, F és la força superficial i d és la longitud sobre la qual actua la força superficial. Per tant, la mesura de la tensió superficial ve donada per la unitat N/m (Newton per metre). És la unitat SI per a la mesura de la tensió superficial.
Què és l'acció capil·lar?
L'acció capil·lar és la capacitat d'un líquid de fluir en espais estrets sense l'ajuda de, o en oposició a, forces externes com la gravetat. Es pot observar com un líquid que treu a través d'un tub capil·lar en direcció ascendent.
L'acció capil·lar es produeix a causa de les forces intermoleculars entre les molècules líquides i la superfície del tub capil·lar. Per tant, es produeix a causa de les forces d'adhesió. Quan el diàmetre del tub és prou petit, el líquid puja a través del tub a causa tant de forces adhesives com de cohesió. Les forces de cohesió (forces d'atracció entre molècules similars) fan que les molècules s'estiguin cap amunt.
Quan es col·loca un tub capil·lar en un líquid, es forma un menisc a la vora del tub. Aleshores, a causa de les forces d'adhesió entre les molècules de líquid i la paret del tub, el líquid s'estira cap amunt fins que la força gravitatòria actua sobre aquesta quantitat de líquid és suficient per superar la força adhesiva. A continuació, les molècules líquides s'estiren a causa de la cohesió.
Figura 02: Acció capil·lar: un model
L'acció capil·lar és habitual entre les plantes. Els vasos xilem són tubs capil·lars que poden extreure aigua amb nutrients dissolts cap amunt. Això compleix el requisit d'aigua i nutrients de les branques i fulles de les plantes grans.
Quina relació hi ha entre la tensió superficial i l'acció capil·lar?
L'acció capil·lar crea una columna líquida en un tub capil·lar. L'alçada de la columna de líquid es pot determinar amb l'equació que es mostra a continuació.
Fórmula per al càlcul de l'alçada de la columna de líquid
h=2γcosθ / ρgr
En aquest,
- h és l'alçada de la columna de líquid,
- γ és la tensió superficial del líquid (la unitat és N/m),
- θ és l'angle de contacte entre el líquid i la paret del tub,
- ρ és la densitat del líquid, g és l'acceleració deguda a la gravetat (la unitat és Kg/m3),
- r és el radi del tub (m).
Quina diferència hi ha entre la tensió superficial i l'acció capil·lar?
Tensió superficial vs acció capil·lar |
|
| La tensió superficial és un fenomen en què la superfície d'un líquid, on el líquid està en contacte amb el gas, actua com una fina làmina elàstica. | L'acció capil·lar és la capacitat d'un líquid de fluir en espais estrets sense l'ajuda de, o fins i tot en oposició a, forces externes com la gravetat. |
| Teoria | |
| La tensió superficial és la força sobre la superfície d'un líquid exposat a l'aire. | L'acció capil·lar és el flux d'un líquid contra una força externa sense cap ajuda. |
| Mesura | |
| La tensió superficial es mesura com la força aplicada a una determinada longitud del líquid donada per la unitat N/m (Newton per metre). | L'acció capil·lar es mesura com l' altura de la columna de líquid que s'aixeca cap amunt, enfront de la gravetat donada per la unitat m (metre). |
Resum: tensió superficial vs acció capil·lar
La tensió superficial i l'acció capil·lar són dos tipus de propietats microscòpiques dels líquids. La diferència entre la tensió superficial i l'acció capil·lar és que, la tensió superficial es mesura com la força aplicada a una determinada longitud del líquid donada per la unitat N/m (Newton per metre), mentre que l'acció capil·lar es mesura com l'alçada de la columna de líquid que s'estira cap amunt, en contra de la gravetat donada per la unitat m (metre).
