Diferença Chave - Tensão Superficial vs Ação Capilar
A tensão superficial e a ação capilar são propriedades físicas das substâncias líquidas. São propriedades macroscópicas dos líquidos. A principal diferença entre a tensão superficial e a ação capilar é que, a tensão superficial é medida como a força aplicada em um determinado comprimento do líquido dada pela unidade N/m (Newton por metro), enquanto a ação capilar é medida como a altura da coluna de líquido que é puxado para cima, contra a gravidade dada pela unidade m (metro).
O que é tensão superficial?
A tensão superficial é um fenômeno no qual a superfície de um líquido, onde o líquido está em contato com o gás, atua como uma fina folha elástica. O termo tensão superficial é usado apenas quando o líquido está em contato com um gás (ex: quando aberto para a atmosfera normal). O termo “tensão de interface” é usado para a camada entre dois líquidos.
Atrações entre diferentes espécies químicas fazem com que as moléculas do líquido se unam. As moléculas líquidas na superfície do líquido são atraídas pelas moléculas no meio do líquido. Este é um tipo de coesão. Mas a atração entre as moléculas do líquido e as moléculas do ar (ou as forças adesivas) são desprezíveis. Portanto, essa camada superficial de moléculas líquidas atua como uma membrana elástica. A camada superficial das moléculas líquidas está sob tensão porque não há forças de atração suficientes para equilibrar as forças coesivas que atuam sobre elas, portanto essa condição é chamada de tensão superficial.
Figura 01: As Forças de Atração em Moléculas Líquidas na Superfície do Líquido
Fórmula para Cálculo da Tensão Superficial
Tensão Superficial (γ)=F/d
Aqui, F é a força de superfície e d é o comprimento ao longo do qual a força de superfície atua. Portanto, a medida da tensão superficial é dada pela unidade N/m (Newton por metro). É a unidade do SI para a medida da tensão superficial.
O que é Ação Capilar?
Ação capilar é a capacidade de um líquido fluir em espaços estreitos sem a ajuda ou oposição a forças externas como a gravidade. Pode ser observado como líquido passando por um tubo capilar no sentido ascendente.
A ação capilar ocorre por causa das forças intermoleculares entre as moléculas do líquido e a superfície do tubo capilar. Portanto, ocorre devido às forças de adesão. Quando o diâmetro do tubo é suficientemente pequeno, o líquido sobe através do tubo devido às forças adesivas e coesivas. As forças coesivas (forças de atração entre moléculas semelhantes) fazem com que as moléculas sejam puxadas para cima.
Quando um tubo capilar é colocado em um líquido, um menisco é formado na borda do tubo. Então, devido às forças de adesão entre as moléculas do líquido e a parede do tubo, o líquido é puxado para cima até que a força gravitacional que atua sobre aquela quantidade de líquido seja suficiente para vencer a força adesiva. Em seguida, as moléculas do líquido são puxadas para cima devido à coesão.
Figura 02: Ação Capilar – um Modelo
A ação capilar é comum entre as plantas. Os vasos do xilema são tubos capilares que podem puxar água com nutrientes dissolvidos para cima. Isso atende a necessidade de água e nutrientes por ramos e folhas de plantas grandes.
Qual é a relação entre tensão superficial e ação capilar?
A ação capilar cria uma coluna de líquido em um tubo capilar. A altura da coluna de líquido pode ser determinada pela equação abaixo.
Fórmula para Cálculo da Altura da Coluna de Líquido
h=2γcosθ / ρgr
Neste,
- h é a altura da coluna de líquido,
- γ é a tensão superficial do líquido (a unidade é N/m),
- θ é o ângulo de contato entre o líquido e a parede do tubo,
- ρ é a densidade do líquido, g é a aceleração da gravidade (a unidade é Kg/m3),
- r é o raio do tubo (m).
Qual é a diferença entre tensão superficial e ação capilar?
Tensão Superficial vs Ação Capilar |
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| A tensão superficial é um fenômeno no qual a superfície de um líquido, onde o líquido está em contato com o gás, age como uma fina folha elástica. | Ação capilar é a capacidade de um líquido fluir em espaços estreitos sem a ajuda ou mesmo em oposição a forças externas como a gravidade. |
| Teoria | |
| A tensão superficial é a força na superfície de um líquido exposto ao ar. | Ação capilar é o fluxo de um líquido contra uma força externa sem qualquer assistência. |
| Medição | |
| A tensão superficial é medida como a força aplicada a um determinado comprimento do líquido dada pela unidade N/m (Newton por metro). | A ação capilar é medida como a altura da coluna de líquido que é puxada para cima, contra a gravidade dada pela unidade m (metro). |
Resumo – Tensão Superficial vs Ação Capilar
Tensão superficial e ação capilar são dois tipos de propriedades microscópicas dos líquidos. A diferença entre a tensão superficial e a ação capilar é que, a tensão superficial é medida como a força aplicada em um determinado comprimento do líquido dada pela unidade N/m (Newton por metro), enquanto a ação capilar é medida como a altura da coluna de líquido que é puxado para cima, contra a gravidade dada pela unidade m (metro).
