Fisica: tensione superficiale - Liceo Norberto Rosa

Tre fenomeni importanti nella chimica e
nella biologia collegati ai fluidi:
•Menisco Menisco
•Tensione Tensione superficiale
•Capillarit Capillarità
Corso IFTS
UF strumenti scientifici di comprensione e analisi
Fisica e laboratorio
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Nei fluidi troviamo due tipi di forze attrattive
di natura molecolare
Forze di adesione:
forza molecolare attrattiva tra sostanze di natura
differente che si può esercitare tra solidi, tra
solidi e liquidi, tra solidi e gas, tra liquidi, tra
liquidi e gas e tra gas.
Forze di coesione molecolare :
forza molecolare attrattiva tra sostanze della
stessa specie che causa l’attrito attrito interno
(viscosit viscosità). ).
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Il menisco
La curvatura della superficie libera di un liquido
in prossimità prossimit della parete del recipiente è detta
menisco.
CONCAVO CONVESSO Avviene nei liquidi che bagnano le
pareti del recipiente (Es. Acqua –
Vetro)
Avviene nei liquidi che non
bagnano le pareti del
recipiente (Es. Mercurio
– Vetro)
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Il menisco si forma per un effetto
combinato della forza di coesione e
della forza di adesione tra liquido e
pareti del recipiente.
ADESIONE >
COESIONE
ADESIONE <
COESIONE
Il liquido
bagna la
parete
Il liquido
non
bagna la
parete
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MENISCO
CONCAVO
MENISCO
CONVESSO
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La tensione superficiale
La superficie libera di un liquido si comporta come una
sottile membrana elastica che può reagire a sollecitazioni
perpendicolari può quindi resistere a carichi non troppo
elevati. Tale reazione è detta tensione superficiale.
La superficie del liquido tende a contrarsi e ad opporre una
certa resistenza a essere stirata e/o rotta (effetto
membrana elastica)
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•La La tensione superficiale ha l’effetto l effetto di ridurre
al minimo l’estensione l estensione della superficie del
liquido.
•Un Un dato volume di liquido tende ad assumere
la forma che presenta la minor superficie
possibile in quelle condizioni.
•L’innalzamento innalzamento di temperatura diminuisce la
tensione superficiale
• I tensioattivi tensioattivi sono sostanze in grado di
ridurre la tensione superficiale (saponi e
detersivi in generale) Corso IFTS
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• La goccia che cade si deforma come se fosse
sostenuta da una membrana, che fino ad un
certo limite vince il peso del liquido.
• La forma sferica delle gocce di mercurio
sparso.
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La capillarità
è il fenomeno per cui uno stesso liquido
contenuto in 2 vasi comunicanti, dei quali
uno assai sottile (capillare = condotto con
diametro minore di 2 mm), non si dispone
sullo stesso livello.
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La capillarità si può manifestare in due modi:
1) Se il liquido bagna il recipiente si dispone su un
livello maggiore man mano che diminuisce il
diametro del capillare (es. alcool)
2) Se il liquidi non bagna il recipiente si dispone su
un livello minore man mano che diminuisce il
diametro del capillare (es. mercurio)
1) Alcool 2) Mercurio
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Spiegazione:
La capillarità si spiega con il fenomeno del
menisco che il liquido forma vicino alle pareti del
recipiente.
Nei tubi capillari le forze agenti sulla superficie si
fanno sentire su tutta la superficie facendola
curvare totalmente.
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Nel caso di menisco concavo , diminuendo il
diametro del condotto diminuisce la superficie
libera del liquido e quindi la tensione
superficiale:
la risultante delle forze di adesione con la
parete è maggiore del peso e quindi il liquido
sale fino a che non ha eguagliato tale forza.
A
P
A
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A
P
A
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Nel caso di menisco convesso , diminuendo
il diametro del condotto diminuisce la
superficie libera del liquido e quindi la
tensione superficiale:
la risultante delle forze di adesione con la
parete è nello stesso verso del peso per cui il
liquido scende fino a che non si raggiunge
l’equilibrio fra le forze.
A
P
A
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A
A
P
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• La distribuzione dell’acqua e delle sostanze
nutritive nelle piante attraverso la risalita
dalle radici;
• La tendenza del suolo a trattenere l’acqua;
• La risalita dell’acqua dalla falda acquifera alla
superficie nel suolo;
• Le infiltrazioni di acqua attraverso i muri.
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