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Tensión superficial

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Tensión superficial - Tensión de superficie

Antes de darle más nociones a proposito de la tensión superficial, aquí una lista de nuestros productos y de sus acciones sobre la tensión superficial:

Medida de tensión de superficie Tinta de prueba Lápices de prueba
Medir tensión superficial Tratamiento de superficie Corona
Energía de superficie Tratamiento Corona Plasma

Definición de la tensión superficial
(o tensión de superficie)

En primer lugar, es importante saber que la tensión superficial es también llamada tensión de superficie o energía de interfaz o bien todavía energía de superficie.
Es una fuerza que existe al nivel de toda interfaz entre dos medios diferentes (entre un sólido o un líquido y un gas). La tensión entre medios idénticos: dos sólidos, dos líquidos, o también entre un líquido y un sólido es generalmente llamado: la tensión interfacial.
La tensión superficial permite a la gota de agua de no extenderse sobre una hoja, o a ciertos insectos marchar sobre el agua, o bien todavía la tensión superficial permite esta forma abombada del agua en un vaso colmado con la noción de capilaridad.



tensión superficial

tensión de superficie


Tensión superficial: las fuerzas intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares :
Las moléculas de un fluido (líquido o gas) ejercen, entre ellas, fuerzas de atracción o de repulsión (como para la fuerza electrostática). Hay que suponer que un cuerpo líquido puro es constado por un solo tipo de moléculas. Es muy evidente que estas moléculas ejerzan entre ellas una fuerza de atracción porque de otro modo no formarían un solo y único líquido (una sola fase).


Tensión superficial: ejemplo del agua

Las tensiones de superficie no son siempre fáciles a comprender. Para ser simple, tomaremos el ejemplo del agua siempre tomada en referencia porque simple de empleo con una energía molecular muy elevada (la más elevada después del mercurio).

Las moléculas de agua son atraídas entre ellas por la energía molecular y las moléculas periféricas lo están pues solamente en dirección del interior, lo que en algunos casos forman una gota de agua (la esfera que es la forma de superficie más pequeña posible).

Si se coloca esta gota redonda en un soporte a escasa energía de superficie, las fuerzas de atracciones internas de la gota serán preponderantes y la gota tendrá un mínimo de contacto con el material (ej. película plástica). Si al contrario, el material (ej. vidrio) desarrolla una energía molecular de superficie que se acerca de la del agua, esta energía tenderá a contrapesar las fuerzas dentro de la gota y ésta tenderá a aumentar su superficie interfacial con el material, llanura de la gota, absorbencia.

Si en vez de utilizar agua, se utiliza un líquido mucho más escaso en energía (ej. hidrocarburo, alcohol...) sobre una película plástica, aunque de escasa energía, pero suficiente, esta película causará por atracción interfacial el escalonamiento de la gota de alcohol (el material conseguirá ser preponderante sobre las fuerzas internas en la gota de alcohol, esta gota se extenderá aún mejor sobre el vidrio húmedo al agua, por lo tanto de energía aún más elevada que el plástico)...








goutte

tension superficial
Tensión superficial del material:
mala                buena

Adherencia/absorbencia:
mala                buena
hidrófobo                absorbente


Tensión superficial: interfaz líquido y gas

El gas ejerce una presión sobre el líquido porque sus moléculas (del gas) ejercen una atracción o una repulsión sobre las moléculas en la superficie del líquido. Pero es muy pequeno porque el gas tiene una densidad muy débil con relación al líquido.
Podemos, pues, decir que la presión del gas, la atracción por el interior del líquido, y el peso directamente influyen en la forma de la superficie del líquido. La pompa de jabón es al principio un pellejo líquido sometido a la presión del gas a los dos lados del pellejo y este líquido debe tener fuerzas de atracción suffisament fuertes para no estallar.

Tensión superficial y jabon

Tensión superficial: interfaz líquido y líquido

En una interfaz líquido / líquido, hablamos de líquidos miscibles o de líquidos no miscibles. Si dos líquidos son miscibles se mezclan para formar sólo una fase, si son no miscibles formarán dos fases muy distintas como el aceite y el agua por ejemplo.
Las moléculas de líquidos no miscibles sufren de dos fuerzas: una atracción al interior " de ellas mismas " y una repulsión con relación a las moléculas del otro liquido
La forma de la interfaz líquido / líquido es engendrada, pues, por las fuerzas de atracción intra-líquida, la fuerza de repulsión interlíquida y, desde luego, la gravedad.


Tensión superficial: interfaz líquido y solido

Es el mismo principio. Tres ejemplos: la gota de agua puesta sobre un sólido, el agua en un vaso y el agua suspendida de una barrera.
En caso de repulsión entre el líquido y el sólido: la gota sobre el sólido va a consolidarse y no a extenderse, el agua en el vaso va a encorvarse y el agua sobre la barrera va a caer.
En caso de atracción:
La gota sobre el sólido va a extenderse, el agua en el vaso va a subir a lo largo de las paredes y el agua suspendida de la barrera no caerá.

Unidad de medida de la tensión superficial

La unidad de medida de la tensión superficial es el newton por metro (N.m-1) que es equivalente a los julios por metro cuadrado (J.m-2) que es la unidad de energía de superficie (o dina / por cm).
La tensión superficial es la fuerza que hay que aplicar sobre un líquido para provocar la extensión de su superficie. Podemos definir la energía de interfaz como una demasía de energía química cuando las moléculas de superficie se encuentran dentro del líquido.


Tensión superficial: capilaridad

La capilaridad engendra el efecto abombado del agua en un vaso. Para explicar este fenómeno simplemente, podemos decir que el vaso ejerce una atracción sobre las moléculas de agua, y es para esto que éstas moleculas suben y forman un menisco. De un punto de vista técnico, hay que saber que la energía de interfaz vaso / aire es más fuerte que la energía de interfaz vaso / agua y, pues, la superficie aire / agua aumenta (y el agua se pandea) a depende de la superficie vaso / aire que, ella, disminuye.
La capilaridad se nota todavía más en un tubo de ensayo, el agua es abombada(sacada) hacia abajo porque el agua sube a lo largo de las paredes.


Tensión superficial: de la teoría a la práctica

La tensión superficial es muy importante particularmente en los procesos industriales. Es capital, pues, de saber si su material es apto para la impresión o para el encolado.
Es para esto que disponemos de numerosos productos que permiten medir la tensión superficial de un material: lápices prueba, tintas prueba, plumas prueba...
También disponemos de diferentes materiales que permiten modificar la tensión de superficie con un nuevo producto muy perfecto: tratamiento Corona...



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