CAPILARIDADE: EXERCÍCIOS RESOLVIDOS - REGESD - UFRGS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

Disciplina: Fenômenos Físicos I
Professor: José Arthur Martins
Tutor On-line: Igor Luiz Penso

Aluno: Vilson Antônio da Costa Arruda
Matrícula: 0178662


ESTUDO DIRIGIDO

Leitura – A “pele” da água
Encha um copo com água quase até a borda. Depois, com o auxilio de um conta-gotas, vá dicionando água até encher o copo. Observe que, mesmo que o copo esteja cheio, é possivel acrescentar um pouco mais de água, formando uma superfície abaulada, convexa. É como se a água tivesse uma “pele” cobrindo sua superfície de contato com o ar, impedindo-a de transbordar. Essa pele da água recebe o nome de tensão superficial.
Experimente colocar água num copo e jogar um pouco de talco sobre ela. Embora o peso do talco seja suficiente pra vencer o empuxo recebido da água, o talco não afunda, pois não consegue vencer a tensão superficial. Mas se você colocar na água umas gotas de detergente, verá que o talco vai afundar, pois aquele desmancha a “pele” da água, criada pela tensão superfícial.
Quando tiver oportunidade, observe a superfície de um lago de águas tranquilas. Ocasionalmente, você vai encontrar alguns insetos que aproveitam a tensão superficial para “passear” sobre a água, sem que afunde. Assim, com suas pernas longas e finas, eles desafiam a tensão superficial com movimentos rápidos e precisos.

De acordo com o texto, responda:

1. O texto menciona uma “pele”que recobre a superfície da água. Como ela é chamada?
Resposta: Tensão Superficial
A Tensão Superficial está relacionada com as propriedades coesivas da água.

2. Como foi possível vencer a tensão superficial da água e permitir que o talco afundasse?
Ao adicionar algumas gotas de detergente nesse sistema os objetos afundaram rapidamente. Isso ocorre porque o detergente é um surfactante, isto é, ele age nas moléculas de água quebrando a interação entre elas (coesão), consequentemente, quebrando sua tensão superficial.

3. A tensão superficial é capaz de manter um animal sobre a superfície da água sem que ele afunde?
Resposta: SIM. Exemplo um mosquito.
Porque? O mosquito não afunda por que não tem peso suficiente para romper a tensão superficial da água (coesão das moléculas), pois o seu peso está distribuído sobre o líquido.

4. Explique a tensão superficial da água.
A tensão superficial é uma camada na superfície do líquido que faz com que sua superfície se comporte como uma membrana elástica que não deixa o objeto adentrar, ou seja, afundar. Isso ocorre devido às moléculas da água, que interagem entre si, pela força de coesão. As moléculas que estão no interior do liquido interagem com as demais em todas as direções (em cima, em baixo, dos lados e nas diagonais), já as que estão na superfície só interagem com as moléculas que estão dentro do liquido.
O resultado dessa interação só com as moléculas do lado de dentro, faz surgir uma tensão que exerce uma força sobre a camada da superfície, com a intenção de compensar essa tensão do lado de dentro do liquido. Essa “força” é a: tensão superficial dos líquidos

Dê exemplos desse fenômeno:
-O pano de um guarda-chuva detém a água porque a tensão superficial se opõe a insinuação da água nos poros do tecido.
-Uma lamina de gilete, quando depositadas cuidadosamente na superfície da água, são sustentadas por ela.

5. Uma característica importante dos detergentes e sabões é diminuir a tensão superficial da água. Por que essa característica facilita no processo de limpeza?

RESPOSTA: A dificuldade nos processos de limpeza se dá pelo fato da água não se espalhar igualmente pelo tecido ou sobre qualquer outra superfície. Ela se concentra em gotas, sendo que em alguns pontos teremos gotas e em outros não. Esse fenômeno é resultado da tensão superficial da água. Para diminuir essa tensão superficial, os detergentes e sabões possuem em sua composição os agentes tensoativos, que fazem com que a água se distribua de forma homogênea sobre a superfície, facilitando a retirada das partículas de sujeira e impedindo que elas se liguem novamente à superfície.


6. Um clipe pequeno de metal, quando colocado na água na posição vertical, afunda. Quando é depositado em posição horizontal, cuidadosamente, na superfície da água, ele pode flutuar. Que propriedade da água permite que o clipe flutue?
Resposta: Tensão superficial

Leitura – A passagem natural do líquido por um tubo muito fino
Você já observou gotas de chuva no pára-brisas de um automóvel? Já enxugou um pouco de água sobre uma mesa com papel absorvente ou guardanapo? Já pensou em como uma planta consegue conduzir os nutrientes desde sua raiz até as folhas? Tendo ou não pensado nisso, você já deve estar supondo onde estamos querendo chegar: na explicação disso, ou seja, na capilaridade.
Capilaridade é a subida (ou descida) de um líquido através de um tubo fino, que recebe o nome de capilar. Esse fenômeno é resultado da ação da interação das moléculas da água com o vidro (considerando que o tubo é de vidro). Essa interação depende de alguns parâmetros como o diâmetro do tubo (quanto mais fino, maior a aderência), o tipo de líquido e sua viscosidade, que, por sua vez depende da temperatura (mais quente, menos viscoso).
Isso se dá mais ou menos da seguinte forma: as moléculas do líquido são atraídas pelas moléculas do tubo por causa das interações intermoleculares. Desse modo, o líquido fica "grudado" na parede.

Afirma-se que o transporte de água pela planta depende:
I. da evaporação da água pelas folhas.
II. da força de adesão existente entre a coluna de água e as paredes dos tubos xilemáticos.
III. da força de coesão existente entre as moléculas de água formando uma coluna líquida contínua.

1- É correto o que se afirmou em:

a) III, apenas. b) I e II, apenas. e) I, II e III
c) I e III, apenas. d) II e III, apenas.

RESPOSTA: alternativa “E”

2- Qual é o nome deste fenômeno? Capilaridade (fenômeno físico resultante das interações entre as forças de adesão e coesão da molécula de água.).

3- Cite outros exemplos desse fenômeno:
Muitos fenômenos são explicados através da capilaridade, tais como, a ascensão da cera líquida pelo pavio de uma vela acesa, a ascensão do álcool ou do querosene pelo pavio de uma lamparina, o poder absorvente dos papéis, toalhas e esponjas.