PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

 

CAPILARIDAD

 

Uno de los efectos más curiosos producido por la tensión superficial en líquidos es el fenómeno de la “capilaridad”.

 

Imagínate un tubo de vidrio muy fino, el cual lo sumergimos parcialmente en un fluido. Si observamos atentamente el comportamiento del líquido junto a las paredes del tubo podemos observar uno de estos dos  fenómenos:

 

 

 

 

Si observamos el fenómeno “A”, decimos que el líquido “moja” el vidrio. Esto ocurre cuando, por ejemplo, tenemos agua en un recipiente y le introducimos un tubo delgado. Vemos cómo el agua penetra en el interior del tubo y alcanza una altura superior al nivel que tiene el agua en el recipiente. Es como si las partículas de agua “treparan” por las paredes del tubo, “mojándolas”.

 

Si observamos el fenómeno “B”, decimos que el líquido “no moja” el vidrio. Supongamos que tenemos mercurio en un recipiente y le introducimos un tubo muy fino. El mercurio penetra en el tubo pero su superficie libre no alcanza el nivel del líquido dentro del recipiente. Es como si al mercurio “le costara trepar” por las paredes del tubo.

 

Estos dos fenómenos dependen de las magnitudes relativas de las fuerzas de cohesión entre las partículas del fluido y las fuerzas de adhesión de las partículas del fluido a las paredes del recipiente. En “A” las fuerzas de adhesión son mayores que las de cohesión y en “B” las fuerzas de cohesión son mayores que las de adhesión.

 

La capilaridad es muy importante cuando se usan tubos cuyo diámetro es inferior a 10 mm.  Para poder cuantificar la capilaridad se mide la diferencia de altura h entre la superficie libre del líquido en el recipiente y el nivel alcanzado por el líquido dentro del tubo. Pero… ¿a qué se debe esta diferencia de alturas? pues a  un balance entre la fuerza debida a la tensión superficial y el peso de la columna de fluido dentro del tubo:

 

 

La componente  vertical de la fuerza debida a la tensión superficial T es:

 

 y el peso de la columna es:

 

 

Igualando ambas fuerzas y despejando h, obtenemos:

 

 

 

 

 

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