martes, 30 de septiembre de 2008

Capilaridad

La capilaridad es una propiedad de los fluidos, debida a la tensión superficial, por medio de la cual un líquido asciende por tubos de pequeño diámetro (máximo 5mm) y por entre láminas muy próximas. La capilaridad depende de muchos factores, tales como el material del que está fabricado el tubo o lámina, del fluido, de las fuerzas de adhesión y cohesión existentes entre el fluido y el otro material; todas estas características determinarán la forma del menisco en la superficie del fluido dentro del capilar, así como también la altura a la que éste llegará.
Para poder calcular la altura máxima que puede alcanzar un fluido en un capilar, se hace necesario hacer un análisis de las fuerzas que intervienen en el sistema fluido – capilar, así:



Se realiza sumatoria de fuerzas en el eje y, de la siguiente forma:
∑Fy=0
2πR * Tcosα + Uw * πR2 = 0
Donde;
R: radio del menisco,
α: ángulo del menisco con el capilar,
T: Tensión superficial dentro del capilar, Uw: Presión.
Luego, despejando la presión se tiene que:
Uw = - 2Tcosα / R
Como Uw = - h * ρ, que es la presión expresada en columna de líquido;
h = 2Tcosα / ρR. *
La anterior es la fórmula por medio de la cual se calcula la altura que alcanzará un fluido dentro de un capilar determinado, la ecuación también es conocida como la Ley de Jurin.
Es importante añadir que la capilaridad en lo suelos es un factor muy importante para la ingeniería, pues el suelo es prácticamente la base de cualquier obra civil, por tal motivo, es necesario conocer el comportamiento de los suelos con relación a dicha propiedad. Es sabido que el ascenso capilar en suelos finos es muy alto, y que los suelos arcillosos son muy propensos a que se dé el fenómeno mencionado con anterioridad.

1 comentario:

martinjaramillo dijo...

Por favor FÍSICOS ayúdenme.
VOY A PERDER MI TRABAJO COMO PROFESOR DE CIENCIAS
Necesito resolver este cuestionario.
Y los textos de física no me explican el fenómeno.
Interrogantes sobre la capilaridad:

Debido al campo eléctrico, la tensión superficial crea energía potencial en el fluido que sube por los capilares?, en las secuoyas por ejemplo, grandes volúmenes de sabia sube hasta 115 m. ganando gran cantidad de energía potencial gravitatoria?.
Esa energía potencial que gana el fluido al subir, se debe restar ¿donde?
¿El fluido pierde su tensión superficial? ¿O se transforma en energía potencial?
¿Su campo eléctrico se transforma en energía potencial? y el fluido arriba ya no tiene campo eléctrico?
¿De donde sale la energía que se necesitó para realizar el trabajo de subir el fluido?
¿De donde sale la energía potencial que ganó el fluido al subir?
La energía utilizada para subir y la energía potencial ganada se suman y esa suma ¿Donde se resta?
¿Como se explica el fenómeno de la capilaridad a la luz del Principio de conservación de la Energía?

Agradeciéndoles de antemano...

Saludos: Martinjaramilloperez@gmail.com