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NOTA DE AULA - CAPILARIDADE E TENSÃO SUPERFICIAL PARTE 3  escrito em segunda 24 agosto 2009 19:05

Blog de biologiaurora :Aurora da Biologia, NOTA DE AULA - CAPILARIDADE E TENSÃO SUPERFICIAL PARTE 3

Capilaridade

 

            Você já observou gotas de chuva no pára-brisas de um automóvel? Já enxugou um pouco de água sobre uma mesa com papel absorvente ou guardanapo? Já pensou em como uma planta consegue conduzir os nutrientes desde sua raiz até as folhas? Tendo ou não pensado nisso, você já deve estar supondo onde estamos querendo chegar: na explicação disso, ou seja, na capilaridade.

            Em Física, chama-se capilaridade à propriedade dos fluidos de subir ou descer em tubos muito finos. Esta capacidade de subir ou descer resulta da capacidade de o líquido molhar ou não a superfície do tubo.

            A capilaridade é um fenômeno físico resultante das interações entre as forças de adesão e coesão da molécula de água. É graças à capilaridade que a água desliza através das paredes de tubos ou deslizar por entre poros de alguns materiais, como o algodão, por exemplo. O fenômeno da capilaridade está relacionado com a tensão superficial: quando se introduz um tubo capilar em água, esta sobe espontaneamente pela parede do tubo, formando um filme fino e aderente.

            A explicação da capilaridade baseia-se na existência de dois tipos de forças que competem entre si – forças intermoleculares de coesão entre moléculas iguais do líquido e forças intermoleculares de adesão entre moléculas do líquido e dipolos, como por exemplo, o dipolo Si-O existente na superfície do vidro.

            Quando se coloca um tubo de fino calibre em contato com água, o líquido tende a subir pelas paredes desse tubo, graças às forças de adesão e coesão. A adesão está relacionada com a afinidade entre o líquido e a superfície do tubo, pois há a formação de pontes de hidrogênio entre os dois. Graças à coesão das moléculas de água, também proporcionada pelas pontes de hidrogênio, elas mantêm-se unidas, e umas acabam arrastando as outras pela coluna, elevando o nível de água (o líquido sobe pelo capilar). No caso do mercúrio, acontece o contrário, pois este não tem afinidade com o vidro (a força de coesão é maior). No primeiro caso se diz que o líquido "molha" o sólido (isto é, adere ao sólido); no segundo caso "não molha".

            Observe com cuidado os pontos onde a água encosta em um recipiente, na superfície livre do líquido. Você verá que se forma uma curvatura como a representada na figura ao lado.

            A tendência do líquido de subir pelo capilar resulta da diferença de pressão gerada pela interface curva entre a fase líquida e a fase gasosa. Essa diferença de pressão pode ser calculada através da Equação de Laplace.

            Podemos ver a capilaridade "em ação”, colocando um canudo em um copo de água. A água "sobe" até o canudo. O que se passa é que as moléculas de água são atraídas pelas moléculas do canudo. Quando uma molécula da água se aproxima de um canudo as outras moléculas da água (são atraídos para que a água se mantenha coesa) também se deslocam para o canudo. A capilaridade é limitada pela gravidade e pela dimensão do canudo. Quanto mais fino o tubo do canudo, mais a capilaridade vai “puxar” a água.

            Mergulhe uma lâmina de vidro em um líquido. O vidro atrai as moléculas da água e, na superfície livre, se forma um menisco côncavo. Assim, uma pequena camada de água é puxada para cima, junto à lâmina de vidro. Coloque outra lâmina, ao lado da primeira. As duas puxarão a água para cima e, então, uma camada maior de água se eleva ligeiramente no espaço entre as lâminas. Quanto mais estreito for esse espaço, mais alto se elevará a água.

            Essa experiência explica porque os líquidos sobem em um tubo aberto, muito fino, embora a pressão externa e interna sejam a mesma. Isso acontece quando os tubos são "capilares" (isto é, de diâmetro interno muito pequeno) e o líquido molha o vidro. No caso do mercúrio, como as forças de coesão são superiores às de adesão, o líquido desce no tubo capilar. Em ambos os casos, o fenômeno é conhecido como capilaridade.

Em várias situações, o fenômeno da capilaridade desempenha um papel importante:

- Em uma vela, é graças à capilaridade que a cera derretida sobe pelo pavio, para alimentar a chama.

- Quando a extremidade de um pedaço de pano (ou papel) seco é introduzida na água, observa-se que o líquido atinge grande parte do tecido não mergulhado, porque é conduzido, por capilaridade, através das fibras do tecido.

- Também as plantas tiram proveito da capilaridade para puxar (transportar) a água e a seiva bruta pelo xilema, do meio para a raiz até as folhas. No entanto, desde as raízes da planta a água é extraída por outra força, a transpiração.

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2 comentário(s)

  • Lauriany

    Sex 22 Fev 2013 04:20

    Ajudou muito! Muito bem exemplificado.

  • marcio pinheiro mailto

    Ter 03 Jul 2012 14:14

    que bom!!


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