FUERZAS DE ADHESIÓN Y COHESIÓN
Una fuerza fuerza de coh cohesi esión ón es aqu aquell ellaa fuerza fuerza de atracc atracción ión entre entre moléculas de la misma clase, la cohesión se da en los líquidos. Las fuerzas de cohesión varían de líquido a líquido, sin embargo, normalmente son menores que en los sólidos. La propiedad cohesiva de los líquidos puede llegar a ser alterad alteradaa cuando cuando se le adicio adiciona na peq pequeñ ueñas as cantid cantidade adess de alguna alguna otra otra sustan sustancia cia.. Por eemplo eemplo las molécu moléculas las de los abones tienen una parte hidrófoba !enemigas del agua" # otra parte hidrófila !amigas del agua", esta parte se orienta hacia la superficie del agua #a la parte hidrófoba rodea l aceite o la grasa. Una fuerza de adhesión es aquella fuerza de atracción que se da entre entre molécula moléculass de diferent diferentes es clases, clases, # se mant mantien ienen en unt untas as por por fuer fuerza zass inter intermo mole lecu cular lares es.. La adhesión se da entre líquidos # sólidos. La adhesión ha ugado un papel importante en muchos aspectos de las técnicas de construcción tradicionales. La adhesión del ladrillo con el mortero !cemento" es un eemplo. Las fuerzas de adhesión # cohesión son difíciles de calcular teóricamente, pero se pueden medir los $ngulos de contacto %, en el caso de vidrio # agua el $ngulo vale apro&imadamente '(, # en el caso de vidrio # mercurio vale )*'(. +n general, general, puede ocurrir que las fuerzas de adherencia adherencia !fuerzas !fuerzas " " puedan ser ma#ores, ma#ores, menores o iguales que las fuerzas de cohesión !fuerzas - en adelante". +n las iguras )/ a, b, c, consideramos esta circunstancia, componiendo las fuerzas de atracción # de cohesión para la molécula de la superficie libre en contacto con un contorno sólido. Las fuerzas , resultan lógicamente perpendiculares a la pared sólida.
+n el caso de la ig.)/.a, donde 00 1 0 - 0. -os *2( se aprecia que cuanto ma#or es la relación 0 0 3 0 - 0 menor ser$ el $ngulo %. +l mismo se obtiene de considerar la perpendicular a la resultante 4 entre las fuerzas # -, éste es el caso típico en el líquido 5moa6 las paredes, es decir que las fuerzas de adherencia superan a las de cohesión. +n la ig. )/. c, cuando 0 0 7 0 - 0. -os *2(, de la composición vectorial surge 4, el $ngulo de contacto % supera los 8'9. +n este caso el líquido no moa las paredes, como por eemplo el mercurio en contacto con el vidrio. inalmente en la ig. )/. b, con 0 0 : 0 - 0. -os *2(, la resultante 4, est$ contenida en la dirección vertical de la pared, el líquido hipotético presenta una superficie libre horizontal, sin perturbación alguna ocasionada por 0 0 # 0 - 0.
TENSIÓN SUPERFICIAL
;a como si estuviese bao tensión, # esta tensión que act>a a lo largo de una superficie, surge de las fuerzas atractivas entre moléculas. ?$s específicamente, una cantidad llamada tensión superficial denotada por la letra griega gama !@", se define como la fuerza por unidad de longitud L, que act>a de forma perpendicular a cualquier línea o corte en una superficie líquida # tiende a alar la superficie encerrada. γ
=
F L
La tensión superficial tiende a encoger una superficie, esto se debe a las fuerzas de cohesión. +.A l caer una gota de agua adopta una forma casi esférica, pues así tendr$ un $rea m$s pequeña para un volumen dado.
La tensión superficial es mu# importante en la vida, pues sin ella los mosquitos no lograrían posarse o caminar sobre el agua, los barcos se hundirían.
FENÓMENO DE CAPILARIDAD
La palabra capilaridad viene de la palabra capilar que significa 5como un cabello6 -apilaridad es la propiedad que poseen los líquidos de subir por las paredes de un cuerpo sólido es decir por el capilar. Bi tuviéramos un tubo cilíndrico de di$metro estrecho, el agua se elevaría en el interior de aquel tubo sobre el nivel e&terior, termin$ndose en una superficie cóncava. +&isten otros líquidos como el mercurio, dentro del cual si se sumergen tubos capilares de vidrio, en lugar de elevarse la columna en su interior se deprime, # adem$s aparece con una superficie conve&a. +&isten algunas le#es de la elevación # depresión capilar que sonA ). Los líquidos en el interior de los tubos capilares se elevan o se deprimen en razón inversa al de los di$metros de los tubos. C. Las alturas # depresiones varían seg>n la naturaleza del líquido # la temperatura del mismo. /. Los líquidos en los tubos capilares presentan la superficie de equilibrio cóncava en el caso de aquellos líquidos que moen las paredes de los tubos, # conve&a en el caso contrario. *. -ualquiera que sea el di$metro de los tubos, los líquidos por la atracción capilar no salen del tubo. La capilaridad en la naturaleza cumple un rol mu# importante, pues contribu#e a la elevación de la savia # los nutrientes que toman de la tierra los vegetales. VISCOSIDAD
La viscosidad e&iste tanto en líquidos como en gases, # es una fuerza de fricción entre capas ad#acentes de fluido conforme estas se mueven unas sobre otras, en los líquidos se debe a las fuerzas cohesivas entre moléculas, # en los gases surge de las colisiones entre moléculas. -uando un fluido no presenta viscosidad se lo llama fluido ideal. la viscosidad se la puede representar por la letra griega eta !D". La ecuación que define a la viscosidad esA
η
=
Fl νA
La unidad en el BE para D esA F.s3mC La viscosidad de algunos líquidos disminu#e conforme aumenta su temperatura. ma#or viscosidad, m$s espeso es el fluidoG # a menor viscosidad, menos espeso.
HEHLEIJ4K
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ísica. oseph M. Nane,?orton ?. Begunda +dición. +ditorial 4everté.
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ísica undamental. Oíctor ?anuel Jonz$lez. +ditorial Progreso.
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puntes de ísica Jeneral. Oalera Fegrete, ose Pedro gustin.
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ísica general. Bantiago Hurbano de +rcilla,-arlos Jracia ?uño./Cava +dición.
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ísica para las ciencias de la vida. lan . -romer. +ditorial 4everté.
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ísica. 4a#mond . BerQa#,err# B. aughn
EntroducciónA +n el mundo que nos rodea estamos rodeados de diversos fluidos !gases # líquidos" de los cuales tratamos de aprovechar al m$&imo satisfaciendo las necesidades que acogen a la población, por eemploA el agua, el aceite, el propano, entre otros. Pero en el uso diario de estos fluidos es donde surge ciertas preguntas # cuestiones sobre el comportamiento de los fluidos en el medio, las cuales a simple deducción no sería posible responder es por eso que influ#e el punto de vista de la física la cual se preocupa por tener como obeto de estudio las propiedades # el comportamiento de estos en el mundo real. ?ediante el estudio físico de los fluidos podríamos observar con ma#or claridad # a detalle estos comportamientos, a la vez podríamos aprender sus propiedades # otros conceptos relacionados con los fluidos. +sto conlleva a perfeccionar estos conocimientos para poder aplicarlos en el campo de la ingeniería civil, #a que los fluidos principalmente líquidos son los que causan gran cantidad de desastres como rompimiento de presas o también pueden provocar la caída de un puente, pero con la rama de la física que es la ?+-FE- R+ LUERIB se podr$ sobresalir a estos obst$culos # lograr obras que logren resistir la fuerza de estos.
