TEMA IEstática de Fluidos y

Fenómenos de Superficie

ÍNDICE

1. Introducción

2. Densidad

3. Concepto de Presión

4. Tensión superficial. Capilaridad

4.1 Tensión superficial

4.2. Presión de curvatura. Ley de Laplace

4.3. Capilaridad

2

3

1. INTRODUCCIÓN

Estados de la materia

─ Sólidos

─ Fluidos - Líquidos

- Gases

4

Estado sólido

Red iónica del NaCl

5

Estado líquido

Br líquido

Hg líquido

6

Estado gaseoso

Cl2 gaseosoHCl y NH3 gaseosos

7

2. DENSIDAD

ρ= mV ( 1 g·cm-3 = 103 kg·m-3)

ρ(H2Olíquida) > ρ (H2Osólida)

ρ(H2Olíquida) < ρ (Piedra)

8

3. CONCEPTO DE PRESIÓN

P=dF⊥

dS

P=F⊥

S

9

Unidades de Presión

EQUIVALENCIA UNIDADES DE PRESIÓN1 baria = 0,1 Pa

1 atm = 1,013·105 N/m2 = 760 mm Hg

133 N/m2 = 1 mm Hg

Sistema Internacional (SI): Pascal [Pa (N/m2)]

Sistema cegesimal (cgs): Baria (dina/cm2)

10

4. TENSIÓN SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD

11

4.1. Tensión superficial

Radio de acción ≈ 10-7 cm

12

Región interior

Región superficial

Tensión superficial de un líquido

“Es la energía necesaria para llevar una molécula de la región interior a la superficie, evaluada por unidad de área”.

EP = σ · S

13

Un líquido en equilibrio adopta la forma para lacual su ENERGÍA POTENCIAL sea MÍNIMA

F = σ · L

14

AGENTES TENSOACTIVOS O SURFACTANTES

Sulfonato de alquilbenceno sódico

lineal

Aplicaciones de los tensoactivos enfarmacia1.- Emulsificantes2.- Humectantes3.- Solubilizantes4.- Antimicrobianos (conservadores)5.- Promotores de la absorción

15

Pint

PextPint > Pext

4.2. Presión de curvatura. Ley de Laplace

Gota

Pompa Burbuja

16

Gota o burbuja

R

Pompa

Pint− Pext=2σR

Pint− Pext=4σR

17

LEY DE LAPLACE

La diferencia de presión entre elinterior y exterior es mayor cuantomás pequeña es la burbuja

x

z

y

Pint− Pext= σ1

R1+

1R2

18

Si ponemos dos burbujas, de radios R1 y R2, en los extremos deun tubo, y abrimos la llave que las comunica veremos que laburbuja de radio menor (mayor Pint) es "comida" por la pompa deradio mayor.

Si se intenta hinchar simultáneamente dosburbujas, sólo se hincha la más grande

19

4.3 Capilaridad

20

F c: Fuerza de cohesión hacia elinterior del líquido

Fa: Fuerza de adhesión, debidaa la atracción e las moléculasde la pared

R: Fuerza resultante

Fa

Fc

•

𝐑𝐑•

La molécula está mas cerca que su radio de acción de la pared delrecipiente:

Fc

Fa

𝐑𝐑

21

El líquido moja al sólido El líquido no moja al sólido

La molécula está mas cerca que su radio de acción de la superficielibre:

θθ

Fa

Fa

Fc

Fc

R

R

Fa >Fc2½ ⇒ θ < 90° Fa <

Fc2½ ⇒ θ > 90°

22

Adhesion

Cohesion

Fa >Fc2½ Fa <

Fc2½

23

dF = σ·dL = σ·r·dα

Si el líquido moja al sólido (Adhesión)⇒ asciende por el tubo una altura h(capilaridad)

αdL

rh

2r

θ

dFy

dFx

dFy

dFx

dFdF

F =2·π·r·σ·cosθ

24

Cuanto menor es el radio del tubo,mayor es la altura del tubo queasciende en él

Ley de Jurin

25

26

BIBLIOGRAFÍA