Transferencia de calor

1 Resumo

A ideia do trabalho é fornecer aos alunos o conceito de tensão superficial, e por meio dos resultados obtidos do coeficiente de tensão superficial poder compará-los com os valores tabelados, verificando quais os fatores que influenciaram no resultado.

Por ser uma propriedade superficial, a tensão superficial é extremamente sensível à presença de impurezas, por isso a limpeza do anel, e dos frascos utilizados são de máxima importância. Quando soluções aquosas são medidas, em geral, enxaguar bem o anel e os frascos com água destilada é suficiente. Este procedimento deve ser feito entre duas medidas. Se necessário o anel pode ser lavado com água e depois aquecido rapidamente na zona oxidante da chama de um bico de gás. Aqueça somente a parte do anel que será imersa no líquido.

2 Objetivo

Objetivo geral

Apresentar ao aluno os conceitos de tensão superficial de um líquido e ensiná-lo a encontrar o valor do coeficiente de tensão superficial, e verificar os fatores que influem neste.

Objetivos específicos

Ao término deste experimento o aluno deverá ser capaz de:

- identificar a tensão superficial de um líquido.

- medir a tensão superficial de um líquido e compará-las.

- identificar os fatores que influenciam na tensão superficial de um líquido.

 

3 Fundamentação Teórica

Consideremos um líquido em equilíbrio com seu vapor. Uma molécula no interior do líquido (Figura 1(a)) é solicitada radialmente e, em média, igualmente em todas as direções, pelas forças de atração das moléculas vizinhas, de modo que estas forças estão perfeitamente balanceadas. Em geral, esta atração é efetiva apenas por uma distância d, chamada de alcance molecular, cujo valor é da ordem de 10-7 cm. Para uma molécula que se encontra a uma distância da superfície do líquido menor do que d (Figura 1(b)), as forças sobre ela se tornam desbalanceadas, já que um hemisfério com esse raio, abaixo dela, está preenchido totalmente com moléculas que a atraem, e o hemisfério acima dela, por se estender além da superfície do líquido, está preenchido apenas parcialmente com moléculas que a atraem. Para uma molécula exatamente na fronteira do líquido, o desbalanceamento das forças é máximo (Figura 1(c)). Assim, existe uma forte tendência de as moléculas que se encontram dentro de uma camada superficial de espessura d serem puxadas para o interior do líquido e por isso a superfície do líquido tende a se contrair espontaneamente nesta direção.

(a) (b) (c)

Figura 1 – Sistema líquido-vapor em equilíbrio.

Em outras palavras, para explicar a tensão superficial pode-se utilizar, usualmente, o seguinte desenvolvimento lógico: que, admitindo-se um líquido com uma superfície plana, as moléculas no seu interior são atraídas igualmente em todas as direções pelas suas vizinhas, o que não pode

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