A TENSÃO SUPERFICIAL

 [pic 1][pic 2]

Tensão Superficial

Camila Bruna de Campos – RA:525043

Caroline Fuzari Bonfim – RA:525034

Daiane Gomes de Souza – RA:525076

Fabrício Ricardo Ferreira – RA:525795

Henrique Alexandre Domiciano – RA:525702

Joel Sorati Junior – RA:519256

Física Experimental II – Engenharia de Produção/Química

Professor Responsável: Vágner Ricardo de Araújo Pereira

Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos

Resumo:  Este experimento teve como objetivo a determinação do coeficiente de tensão superficial da água através da tensão superficial obtida ao “equilibrar” uma armação de alumínio à superfície da água. Os resultados obtidos foram extremamente satisfatórios,

Palavras chave: Tensão Superficial, equilíbrio, tensão superficial da água, coeficiente de tensão superficial..

Introdução

A Tensão Superficial (T) é uma força que age na interface entre dois meios, ar e água, por exemplo, quando um objeto é colocado entre eles. Esta força ocorre devido à diferença entre as condições em que se encontram as moléculas da superfície e as moléculas do interior do meio. Em outras palavras, a energia na superfície é diferente da energia presente no interior do corpo, e esta diferença é a tensão superficial.

A tensão superficial da água é alta, equivalente a . Isso explica vários fenômenos, como por exemplo, com uma armação de arame imersa em detergente (Figura 1), pode-se notar que a força de tensão superficial independe da área, pois mesmo tendo áreas diferentes em ambos os lados a força resultante sobre a barra móvel é nula.[pic 4][pic 5][pic 3]

A energia superficial depende da área, desta forma, E = α.A, sendo E a energia superficial, A a área e α o coeficiente de tensão superficial do fluido. No caso da figura 1, a área A = L.x, então, a energia superficial pode ser escrita como: E = α.x.L. Sendo assim, a tensão superficial pode ser obtida através do cálculo da derivada parcial da energia com relação ao comprimento, , conforme a equação I:[pic 6]

Equação I: Cálculo da Tensão Superficial

[pic 7]

Objetivo

Determinar o coeficiente de tensão superficial da água.

Procedimento experimental

Para a realização do experimento, foram utilizados como materiais: armações de arames, recipientes plásticos com água, balança, régua e um dinamômetro.

A armação de arame esquematizada na figura 2 foi inserida na bacia com água, de maneira em que a tensão superficial da água deveria agir sobre a armação em estado de equilíbrio (na iminência de romper). Foi amarrado um dinamômetro à extremidade do arame para medir a força do “equilíbrio” (Força F da figura 2).

[pic 8]

Figura 2: Forças presentes na armação de arame em contato com a água

A partir da relação entre a força F e as demais forças agentes da figura, tem-se que F = P + 2T. Portanto, com a força F sendo medida no dinamômetro (em uma média de 5 ensaios) e a força P sendo a força peso da armação de arame (massa x gravidade), pode-se obter o valor da tensão superficial T, conforme mostra a equação II, e, então, utilizar-se da equação I para obter o coeficiente de tensão superficial da água.

Equação II: Cálculo da Tensão Superficial a partir do Equilíbrio de Forças.

[pic 9]

Para obter o coeficiente  através da equação I, é necessário o valor, em metros, do comprimento da armação de arame utilizada na figura 2 (circunferência), sendo este o presente na equação III:[pic 10]

Equação III: Comprimento da circunferência

[pic 11]

Resultados e Discussão

Primeiramente, foram medidos o comprimento e o peso da armação de arame. O diâmetro do anel envolto ao arame vale d = 10cm = 0,1m. Considerando π = 3,14 e substituindo os valores na equação III, obteve-se o comprimento L= 0,314m. O peso encontrado foi P = 0,039N.