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UNIDAD 1: PROPIEDADES DE LOS
FLUIDOS

SEMANA 3
Capilaridad y Tensión
Superficial

Logro de Unidad
Al finalizar la unidad, el estudiante elabora un
informe sobre la medición y determinación de la
viscosidad y capilaridad de los fluidos para su
aplicación en obras de Ingeniería, con sustento
técnico, conclusiones precisas y recomendaciones
objetivas.

Logro de la sesión
Al finalizar la sesión el estudiante aprenderá las
propiedades de capilaridad, adhesión y coherencia, y la
relación entre ellas. Asimismo, entenderá el fenómeno
físico de tensión superficial.

Capilaridad y Tensión Superficial

COHESIÓN Y ADHERENCIA
La cohesión se refiere a la atracción
intermolecular entre las moléculas
del mismo líquido. Esto permite al
líquido resistir a una pequeña
cantidad de esfuerzos de tensión.

La adhesión se refiere a la
atracción entre moléculas de
un líquido y las moléculas de
otra sustancia.

TENSIÓN SUPERFICIAL Ángulos de contacto

Cohesión Adhesión
Cuando dos sustancias o moléculas similares se
enfrentan a la fuerza de atracción, ésta fuerza se
conoce como fuerza de cohesión.
La adhesión ocurre entre dos moléculas o
sustancias diferentes.
La fuerza de cohesión es desenfrenada entre las
moléculas de agua.
La adhesión es generalmente la fuerza de
atracción presente entre las moléculas de agua y
las paredes de un recipiente.
La tensión superficial, el menisco y la acción
capilar son los efectos de la cohesión.
La acción capilar y el menisco (la superficie curva
que está formada por cualquier líquido en un
cilindro) son los efectos de la adhesión.
Una fuerte fuerza de cohesión forma gotas de
agua en cualquier superficie.
Una fuerte fuerza de adherencia hace que el
líquido se extienda por toda la superficie.

TENSIÓN SUPERFICIAL

La tensión superficial se refiere a
la cantidad de energía necesaria
para aumentar su superficie por
unidad de área.
La tensión superficial es causada
por la fuerza de cohesión y la
superficie libre.

La energía necesaria para
crear una nueva área
superficial, trasladando las
moléculas de la masa líquida
a la superficie de la misma, se
llama tensión superficial. La
tensión superficial mide las
fuerzas internas que hay que
vencer para poder expandir el
área superficial de un líquido.

A mayor tensión superficial,
mayor es la energía
necesaria para transformar
las moléculas interiores del
líquido a moléculas
superficiales. El agua tiene
una alta tensión superficial
por los puentes de
hidrógeno.

Coeficiente de tensión superficial
Para un líquido el
coeficiente de tensión
superficial se define como
el trabajo que debe
realizarse para llevar
moléculas del interior del
líquido hasta su superficie
para crear una nueva
unidad de área.

Diferencia de presión en dos superficies esféricas líquidas
Una burbuja está
formada por dos
láminas superficiales
esféricas muy
próximas entre sí.
Consideremos la
mitad de la burbuja,
como se muestra en
la figura.

Esta burbuja
subsiste debido a
la acción
combinada de la
fuerza de tensión
superficial (FT) y
la fuerza debido a
la diferencia de
presiones (FH).
Estas fuerzas se
mantienen en
equilibrio.

coeficiente de tensión
superficial
L
F
=

La tensión superficial depende de:
• La naturaleza del líquido
• De la temperatura

ACTIVIDAD DE APLICACIÓN COLABORATIVA
Desarrolle los problemas
propuestos sobre tensión
superficial en grupos de
trabajo.

CAPILARIDAD
La capilaridad es el
fenómeno por el cual el
líquido (dependiendo de la
gravedad específica) tiene la
capacidad de subir o bajar
por un tubo capilar. Este
fenómeno se debe al efecto
combinado de la cohesión y
adhesión de las partículas
del líquido.

CAPILARIDAD
Si las fuerzas adhesivas
son más grandes que las
cohesivas, entonces el
líquido sube por las paredes
del recipiente.
Si las fuerzas cohesivas son
más grandes que las
adhesivas, entonces el
líquido se curva hacia
abajo.

CAPILARIDAD

CAPILARIDAD
Consideremos la porción de fluido ABCD que ha ascendido en el capilar.
Por condiciones de equilibrio:

CAPILARIDAD
El menisco en este caso
será cóncavo
El menisco en este caso
será convexo

CAPILARIDAD
1. Un aro horizontal de aluminio tiene
una altura de 10 mm, un diámetro
interno de 50 mm y un diámetro
externo de 52 mm. Encuentre la
fuerza que deberá aplicarse para
desprender el anillo de la superficie
del agua. Considere tensión
superficial del agua σ = 0,073 N/m,
densidad del aluminio ρ = 2 600
kg/mᵌ.

CAPILARIDAD
SOLUCION
La fuerza F debe
contrarrestar a la
fuerza de tensión
superficial y al peso
del anillo.

CAPILARIDAD
2. El agua en el tubo de vidrio
está a una temperatura de 40
°C. Grafique la altura “h” del
agua como una función del
diámetro interno “D”, del tubo,
para 0,5 mm < D < 3 mm. Use
incrementos de 0,5 mm.
Considere σ = 0,0696 N / m, ρ
= 992,3 kg/mᵌ (agua a 40°C).

CAPILARIDAD
SOLUCION

ACTIVIDAD DE APLICACIÓN COLABORATIVA
Desarrolle los problemas
propuestos sobre capilaridad
en grupos de trabajo.

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