Differenza tra tensione superficiale e azione capillare

Differenza chiave - Superficie Tensione vs Azione capillare
 

La tensione superficiale e l'azione capillare sono proprietà fisiche delle sostanze liquide. Sono proprietà macroscopiche dei liquidi. Il differenza fondamentale è tra tensione superficiale e azione capillare, la tensione superficiale viene misurata come la forza applicata su una certa lunghezza del liquido dato dall'unità N / m (Newton per metro) mentre l'azione capillare viene misurata come l'altezza della colonna liquida che viene tirata verso l'alto, contro la gravità data dall'unità m (metro).

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è la tensione superficiale
3. Cos'è l'azione capillare
4. Relazione tra tensione superficiale e azione capillare
5. Confronto affiancato - Tensione superficiale vs Azione capillare in forma tabulare
6. Sommario

Cos'è la tensione superficiale?

La tensione superficiale è un fenomeno in cui la superficie di un liquido, in cui il liquido è a contatto con il gas, si comporta come un sottile foglio elastico. Il termine tensione superficiale viene utilizzato solo quando il liquido è a contatto con un gas (es: quando viene aperto nella normale atmosfera). Il termine "tensione dell'interfaccia" viene utilizzato per lo strato tra due liquidi.

Le attrazioni tra diverse specie chimiche fanno sì che le molecole liquide si uniscano insieme. Le molecole liquide nella superficie del liquido sono attratte dalle molecole nel mezzo del liquido. Questo è un tipo di coesione. Ma l'attrazione tra le molecole liquide e le molecole d'aria (o le forze adesive) è trascurabile. Pertanto, questo strato superficiale di molecole liquide agisce come una membrana elastica. Lo strato superficiale di molecole liquide è sotto tensione perché non ci sono forze di attrazione sufficienti per bilanciare l'azione delle forze coesive su di esse, quindi questa condizione è chiamata tensione superficiale.

Figura 01: Le forze dell'attrazione sulle molecole liquide nella superficie del liquido

Formula per il calcolo della tensione superficiale

Tensione superficiale (γ) = F / d

Qui, F è la forza superficiale e d è la lunghezza lungo la quale agisce la forza superficiale. Pertanto, la misurazione della tensione superficiale è data dall'unità N / m (Newton per metro). È l'unità SI per la misurazione della tensione superficiale.

Cos'è l'azione capillare?

L'azione capillare è la capacità di un liquido di fluire in spazi ristretti senza l'ausilio di forze esterne come la gravità o in opposizione. Può essere osservato come un liquido che attraversa un tubo capillare nella direzione verso l'alto.

L'azione capillare si verifica a causa delle forze intermolecolari tra le molecole liquide e la superficie del tubo capillare. Pertanto, si verifica a causa delle forze di adesione. Quando il diametro del tubo è sufficientemente piccolo, il liquido sale attraverso il tubo a causa delle forze sia adesive che coesive. Le forze coesive (forze di attrazione tra molecole simili) fanno sì che le molecole si tirino verso l'alto.

Quando un tubo capillare viene posto in un liquido, si forma un menisco sul bordo del tubo. Quindi, a causa delle forze di adesione tra le molecole liquide e la parete del tubo, il liquido viene sollevato fino a quando l'azione della forza gravitazionale su quella quantità di liquido è sufficiente per superare la forza adesiva. Quindi le molecole liquide vengono sollevate a causa della coesione.

Figura 02: Azione capillare: un modello

L'azione capillare è comune tra le piante. I vasi Xylem sono tubi capillari che possono attirare acqua con sostanze nutritive disciolte verso l'alto. Questo soddisfa il requisito di acqua e sostanze nutritive da rami e foglie di grandi piante.

Qual è la relazione tra tensione superficiale e azione capillare?

L'azione capillare crea una colonna liquida in un tubo capillare. L'altezza della colonna liquida può essere determinata dall'equazione riportata di seguito.

Formula per il calcolo dell'altezza della colonna liquida

h = 2γcosθ / ρgr

In questo,

• h è l'altezza della colonna liquida,
• γ è la tensione superficiale del liquido (l'unità è N / m),
• θ è l'angolo di contatto tra il liquido e la parete del tubo,
• ρ è la densità del liquido, g è l'accelerazione dovuta alla gravità (l'unità è Kg / m³),
• r è il raggio del tubo (m).

Qual è la differenza tra tensione superficiale e azione capillare?

Tensione superficiale vs Azione capillare
La tensione superficiale è un fenomeno in cui la superficie di un liquido, in cui il liquido è a contatto con il gas, si comporta come un sottile foglio elastico.	L'azione capillare è la capacità di un liquido di fluire in spazi ristretti senza l'ausilio di, o anche in opposizione a, forze esterne come la gravità.
Teoria
La tensione superficiale è la forza sulla superficie di un liquido esposto all'aria.	L'azione capillare è il flusso di un liquido contro una forza esterna senza alcuna assistenza.
misurazione
La tensione superficiale viene misurata come la forza applicata a una certa lunghezza del liquido dato dall'unità N / m (Newton per metro).	L'azione capillare viene misurata come l'altezza della colonna liquida che viene tirata verso l'alto, contro la gravità data dall'unità m (metro).

Sommario - Superficie Tensione vs Azione capillare

Tensione superficiale e azione capillare sono due tipi di proprietà microscopiche dei liquidi. La differenza tra la tensione superficiale e l'azione capillare è che la tensione superficiale viene misurata come la forza applicata su una certa lunghezza del liquido dato dall'unità N / m (Newton per metro) mentre l'azione capillare viene misurata come l'altezza della colonna liquida che è disegnato verso l'alto, contro la gravità data dall'unità m (metro).

Riferimento:

1. Jones, Andrew Zimmerman. "Che cos'è la tensione di superficie? Definizione ed esperimenti. "ThoughtCo. Disponibile qui
2. Perlman, USGS Howard. "Azione capillare." Azione capillare, dalla USGS Water-Science School. Disponibile qui  
3. "Azione capillare". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 febbraio 2018. Disponibile qui 

Cortesia dell'immagine:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'By User: Booyabazooka - Opera propria, (Public Domain) via Commons Wikimedia
2.'Figura 02 02 05'By CNX OpenStax, (CC BY 4.0) attraverso Commons Wikimedia