LABORATORIO NRO 4 DE FISICOQUIMICA
TENSION SUPERFIC IAL
ACION ONAL ALDE DE INGENIERIA UNIVERSIDAD N ACI FACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO GAS NATURAL Y PETROQUIMICA
LABORATORIO Nº4 DE FISICOQUIMICA I
INFORME #4: Tensión Tensión super!i" CURSO
DOCENTE
FEC-A DE REALI.ACION FEC-A DE ENTREGA
INTEGRANTES
: Fisi!$%u&'i!" I
: In(): In() : A'"*$r+ A'"*$r+ ,"uin$ R$'er$
: /01/213/5 : /1/213/5
: Usuriaga Paredes, Boris Jean Huamán Romero, Miguel Angel
UNIVERSIDAD NACIONAL NACI ONAL DE INGENIERIA FACULTAD ACULTAD DE INGENIERIA DE PETROLEO GAS NATURAL Y PETROQUIMICA
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LABORATORIO NRO 4 DE FISICOQUIMICA
TENSION SUPERFIC IAL
TENSION SUPERFICIA
OBJETI!O
Determinar el al!r "e la ten#i$n #%&er'(ial "e %na #%#tan(ia) &!r el m*t!"! "e %n t%+! (a&ilar ,mi"ien"! la alt%ra "e %na (!l%mna "e l-.%i"! en %n (a&ilar "e "i/metr! (!n!(i"!00 Anali2ar el e3e(t! "e la tem&erat%ra #!+re la ten#i$n #%&er'(ial0
( Anali2ar el e3e(t! "e la (!n(entra(i$n "e #!l%t! #!+re la ten#i$n #%&er'(ial0
FUN"AMENTO TEORICO
S i #e "etiene a !+#erar %n (ar(! "e a5%a e#tan(a"a n!tar/ .%e en ella (iert!# in#e(t!# tale# (!m! l!# 2an(%"!#) ara6a# (aminan #!+re el a5%a0
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LABORATORIO NRO 4 DE FISICOQUIMICA
TENSION SUPERFIC IAL
La intera((i$n "e la# &art-(%la# en la #%&er'(ie "el a5%a) a(e .%e e#ta #e &re#ente (!m! %na #%&er'(ie el/#ti(a) l! .%e im&i"e .%e #e &%e"a in5re#ar al #en! "el l-.%i"!
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Tale2 #e a+r/ &re5%nta"! &!r .%e #e 3!rman la# 5!ta#
La# 3%er2a# "e ten#i$n #%&er'(ial tien"en a minimi2ar la ener5-a en la #%&er'(ie "el 9%i"! a(ien"! .%e e#ta# ten5an %na ten"en(ia a %na 3!rma e#3*ri(a0 O &!r .%e el mer(%ri! n! #e "i#&er#a : #iem&re .%e"a (!m! e#3era# (%an"! #e "errama ! (!m! e# .%e #e 3!rman la# +%r+%;a# "e ;a+$n (!n la# .%e ;%e5an l!# ni6!#0 T!"!# e#t!# e(!# #e "e+en a %na &r!&ie"a" "e l!# l-.%i"!# "en!mina"a <#ensi$n su%er&'ial=0 E#t!# e(!# .%e #er !+#eran en la i"a "iaria #e &re#entan "%rante l!# &r!(e#!# "e &r!"%((i$n &!r e;em&l! la 3!rma(i$n "e e#&%ma# ,(ere2a) ;a+$n) et(0> en el "e#&la2amient! "e (ierta# ae# : !tr!# animale# en el a5%a ) en el 3en$men! "e la (a&ilari"a" .%e &ermite a la# &lanta# llear a5%a "e#"e la# ra-(e# a#ta la &arte m/# alta "el tall! : la# rama# a tra*# "el ?ilema) el .%e l!# a"e#i!# : &e5ament!# lleen a(a+! e'(ientemente #% 3%n(i$n : la #an5re lle5%e a l!# "ier#!# $r5an!# "el (%er&!0 Una m!l*(%la al interi!r "e %n l-.%i"! e#ta #!meti"! a 3%er2a# atra(tia# ,"en!mina"a# <(uer)as de 'o*esi$n= en t!"a# la# "ire((i!ne#) n! a+ien"! ten"en(ia en nin5%na "ire((i$n) #ien"! la re#%ltante n%la en (am+i! %na m!l*(%la %+i(a"a en la #%&er'(ie "el l-.%i"! #%3re la a((i$n "e 3%er2a# "e (!e#i$n a(ia a+a;! &er! n! a(ia arri+a "e la #%&er'(ie) e#t! !ri5ina %na 3%er2a re#%ltante &er&en"i(%lar a la #%&er'(ie .%e tien"e a ;alar a la# m!l*(%la# a(ia a"entr! "el
L-.%i"!) l! .%e !(a#i!na .%e la #%&er'(ie #e ten#e (!m! #i 3%era %na &el-(%la el/#ti(a) e#ta e# la &r!&ie"a" "en!mina"a #ensi$n su%er&'ial0 L!# l-.%i"!# .%e tienen 3%er2a# interm!le(%lare# 5ran"e# tienen ten#i!ne# #%&er'(iale# 5ran"e#) (!m! el mer(%ri!) el a5%a0
Es#a &gura mues#ra el diagrama de (uer)as a'#uando so+re el 'uer%o '50 1 CAPIARI"A"
La ten#i$n #%&er'(ial &r!"%(e %n 3en$men! "en!mina"! (a&ilari"a") el (%al #e mani'e#ta &!r la elea(i$n ! "e#(en#! "e %n l-.%i"! en %n t%+! (a&ilar ! en &la(a# ;%nta#0 La (a&ilari"a" e# &r!"%(i"a &!r "!# ti&!# "e 3%er2a#@ %na "e atra((i$n interm!le(%lar entre m!l*(%la# #eme;ante# "en!mina"a (!e#i$n ,e#ta &r!&ie"a" &ermite mantener ;%nta# a la# m!l*(%la# "el l-.%i"!) re#i#tien"! &e.%e6!# e#3%er2!# "e ten#i$n0 Y !tra 3%er2a (!n!(i"a (!m! a"e#i$n .%e e# la atra((i$n "e m!l*(%la# "i#tinta# ,(!m! &!r e;em&l! la .%e !(%rre en el (a&ilar) entre la #%&er'(ie "e i"ri! : la &el-(%la "el l-.%i"! .%e l! m!;a0 De&en"ien"! "e la# ma5nit%"e# relatia# "e la (!e#i$n "el l-.%i"! : "e la a"e#i$n "el l-.%i"! a la#
&are"e# "el t%+!) #e &r!"%(e la elea(i$n ! "e#(en#! "el l-.%i"! en el t%+! (a&ilar0 Si la a"e#i$n e# m/# 3%erte .%e la (!e#i$n ,a"e#i$n (!e#i$n l!# l-.%i"!# a#(ien"en en t%+!# .%e m!;an ,er '5%ra 70a a#ta .%e la 3%er2a (!e#ia .%e"a +alan(ea"a &!r el &e#! "el a5%a en el t%+!0 Si la (!e#i$n e# ma:!r .%e la a"e#i$n ,(!e#i$n a"e#i$n ,er '5%ra 70+ #%(e"e %na "e&re#i$n : l!# l-.%i"!# "e#(ien"en en t%+!# a l!# .%e m!;an0
La (a&ilari"a" tiene im&!rtan(ia &ara t%+!# men!re# "e 1 mm "e "i/metr!0 Para t%+!# (!n "i/metr!# ma:!re# a 1 mm) e#te e3e(t! e# "e#&re(ia+le0
'50 ,70a
C%an"! la# 3%er2a# "e (!e#i$n #!n 5ran"e# en rela(i$n a la# 3%er2a# a"e#ia# l!# /n5%l!# "e (!nta(t! tien"en a #er 5ran"e#0 C%an"! la# 3%er2a# "e (!e#i$n en rela(i$n a la# 3%er2a# "e a"e#i$n l!# /n5%l!# "e (!nta(t! #!n &e.%e6!# re#%ltan"! en %na ten"en(ia "el 9%i"! a m!;ar la #%&er'(ie0
Se tienen "i#tint!# (a#!# "e /n5%l!# "e (!nta(t! entre el l-.%i"! : %na #%&er'(ie #$li"a
Fig -.+/
C%an"! el e?trem! "e %n t%+! (a&ilar #e #%mer5e erti(almente en %n l-.%i"!) %na &el-(%la a#(ien"e &!r la &are" "el (a&ilar a#ta .%e la 3%er2a "e 5rae"a" .%e a(t%* #!+re el l-.%i"! en el (a&ilar &!r en(ima "e la #%&er'(ie e?teri!r (!ntra&e#e la ten#i$n en la #%&er'(ie "el (a&ilar) ent!n(e#@
C%an"! la# 3%er2a# a"e#ia# #!n ma:!re# .%e la# 3%er2a# (!e#ia#) el meni#(! tien"e a #er ($n(a! (!m! en el (a#! "e i"ri! : a5%a0 P!r !tra &arte (%an"! la# 3%er2a# (!e#ia# #!n #%&eri!re# a la# a"e#ia#) el meni#(! e# (!ne?! (!m! en el (a#! "e mer(%ri! en i"ri!0
La (!l%mna "e a5%a en %n t%+! (a&ilar #e elea a#ta .%e la (!m&!nente erti(al "e la ten#i$n #%&er'(ial #e e.%ili+ra (!n el &e#! "e la (!l%mna0
F (!m&!nente# erti(ale# "e+i"a# a ten#i$n #%&er'(ial0
F C!# t L C!# t 7r HHH ,1
F PA HHH00 ,7
P J HHHH0 ,8
,8 en ,7
F Jr7
! 7
F I DK5Gr 000000000000 ,41
En e.%ili+ri! @
7rt C!# K5r7
L%e5! t K5r 7C!#
! t Jr 7C!# HHHH00 ,
D!n"e@
Alt%ra "el a#(en#! &!r (a&ilari"a"
An5%l! "e (!nta(t! r Ra"i! "el (a&ilar
t Ten#i$n #%&er'(ial
J &e#! e#&e(-3i(!
K "en#i"a" "el li.%i"!
Para la ma:!r-a "e I.%it!# en (!nta(t!# (!n #%&er'(ie# "e i"ri! lim&ia#) el /n5%l! "e (!nta(t! e# (er! : C!# 1) ent!n(e#@ t K5r 7HHHHHHHH0 ,
Se a(!#t%m+ra a a"i(i!nar r8 al al!r "e en la e(%a(i$n , (!m! %na (!rre((i$n &ara la (anti"a" "e l-.%i"! .%e a: #!+re el 3!n"! "el meni#(!) #%&!nien"! a e#te emi#3*ri(!@ t ,K5 ,r8r 7 HHHH,
METO"O BASA"O SOBRE UNA ME"I"A "E PRESION
T!"!# l!# m*t!"!# "e#(rit!# en e#ta #e((i$n #e +a#an #!+re la a&li(a(i$n "e la e(%a(i$n "e la Ca&ilari"a" "e La&la(e) la (%al in"i(a .%e e?i#te %na "i3eren(ia "e &re#i$n "e &arte : !tra "e %na inter3a#e (%ra0
P J
D!n"e e# la (%rat%ra &r!me"ia "e la inter3a#e en el &%nt!0
La (%rat%ra &r!me"ia #e !+tiene (!m! el &r!me"i! entre la# "!# (%rat%ra# &rin(i&ale# R1 : R7 en el &%nt!@
R
1
1
7
R
1
Si la inter3a#e e# e#3*ri(a) l! .%e &%e"e (!n#i"erar#e el (a#! #i la 5rae"a" n! "e3!rma la inter3a(e ,(a#! "e %n ra"i! "e (%rat%ra &e.%e6!) ent!n(e#@
ASCENSO CAPIAR
Si #e (!l!(a "entr! "e %n l-.%i"! a %n t%+! (a&ilar (%:! material e# m!;a+le &!r el l-.%i"!) #e !+#era .%e el l-.%i"! a#(ien"e en el t%+!0 En la &!#i(i$n "e e.%ili+ri!) #e &%e"e e#(ri+ir "ier#a# e(%a(i!ne# &ara "ar (%enta "e la le: "e la i"r!#t/ti(a : "e la le: "e La&la(e ,er Fi50 80
A#(en#! en el (a&ilar en el (a#! "e %na m!;a+ili"a" &er3e(ta Fig 0
Entre el &%nt! A : el &%nt! B) am+!# en el l-.%i"! : a mi#m! niel P0
Entre el &%nt! B : el &%nt! C "e &arte : !tra "e %na inter3a#e &lana ,(%rat%ra (er! ! ra"i! "e (%rat%ra R in'nit!) P0
Entre el &%nt! C : el &%nt! E #it%a"!# am+!# "entr! "e %n 5a# "e "en#i"a" "e#&re(ia+le) P K 5 ,&!r.%e K
Entre el &%nt! D : el &%nt! E #it%a"! "e &arte : !tra "e %na inter3a#e (%ra) la e(%a(i$n "e La&la(e in"i(a
D!n"e r e# el ra"i! "e (%rat%ra "e la inter3a#e) :a .%e #e #%&!ne "e %n la"! .%e &!r #er &e.%e6! el ra"i!) el meni#(! e# e#3*ri(!) : .%e "e !tr! la"! el /n5%l! "e (!nta(t! e# (er!.
P!r la le: "e la i"r!#t/ti(a PD PA K 5
C!m+inan"! e#ta# e(%a(i!ne# #e !+tiene@
P!r l! .%e el a#(en#! (a&ilar e#t/ rela(i!na"! (!n la ten#i$n inter3a(ial J0
Se e?tien"e 3/(ilmente el ra2!namient! a l!# (a#!# en .%e e?i#te %n /n5%l! "e (!nta(t! n! n%l!) : al (a#! "e "!# 9%i"!# "en#!#0
N$te#e .%e (%an"! m/# 'n! el (a&ilar) m/# alt! el a#(en#!0 En la &r/(ti(a el a#(en#! (a&ilar #e t!rna me"i+le &ara (a&ilare# e?trema"amente 'n!#) &!r l! .%e n! e# %n m*t!"! "e me"i(i$n %#%al0 Sin em+ar5! el a#(en#! (a&ilar e# e?trema"amente im&!rtante en #i#tema# &!r!#!#) : e# re#&!n#a+le "e la #%+i"a "el l-.%i"! en %n &a&el 'ltr! ! en %na tela (%:a &arte in3eri!r e#t/ t!(an"! el l-.%i"!0
Se n!tar/ .%e la (!l%mna "e l-.%i"! "entr! "el (a&ilar e#t/ (!l5an"! "e la l-nea "e (!nta(t! tri3/#i(!0 P!r tant! la 3%er2a .%e la #!#tiene e# 7 r J0 7 P!r !tra &arte el &e#! "e e#ta (!l%mna e# r K 50 Si #e i5%ala e#ta# "!# 3%er2a# #e !+tiene la mi#ma e(%a(i$n .%e anteri!rmente) &!r l! .%e el ra2!namient! +a#a"! #!+re 3%er2a# e# tam+i*n /li"!0
C%i"a"!@ e#te ra2!namient! ale #i #e t!ma (!m! (!l%mna "e l-.%i"! el (ilin"r! e?a(tamente "e+a;! "e la l-nea "e (!nta(t!) in"e&en"ientemente "e la 3!rma real "e la (!l%mna "e l-.%i"!0
0 MATERIAES 1 REACTI!OS
M"6eri"es
E#(ala 5ra"%a"a
S!&!rte %nier#al
1 re5la
T%+!# (a&ilare#
Va#!# "e &re(ita"! "e 1 : 1 ml
1 term$metr!0
Re"!6i7$s Ga#!lina Di*#el 7 A5%a
2 "ESCRIBION "E METO"O
Gasolina
Determine la alt%ra ,en ml "e a#(en#! (a&ilar &ara la 5a#!lina a tem&erat%ra (!n#tante0
Ta+la 3 Tem%era#ura -4'/
*-ml/ 71
10 71
10
71
108
. "i5sel .
Determine la alt%ra ,en ml "e a#(en#! (a&ilar &ara el "i*#el 7 a tem&erat%ra (!n#tante0 Ta+la . Tem%era#ura -4'/
*-ml/ 71 7)1 71 7) 71 7)7
Determine la alt%ra ,en ml "e a#(en#! (a&ilar &ara el a5%a "e#tila"a a@
Ta+la 0
Tem%era#ura -4'/ *-ml/
71
70U
