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TEMA IEstática de Fluidos y
Fenómenos de Superficie
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ÍNDICE
1. Introducción
2. Densidad
3. Concepto de Presión
4. Tensión superficial. Capilaridad
4.1 Tensión superficial
4.2. Presión de curvatura. Ley de Laplace
4.3. Capilaridad
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1. INTRODUCCIÓN
Estados de la materia
─ Sólidos
─ Fluidos - Líquidos
- Gases
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Estado sólido
Red iónica del NaCl
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Estado líquido
Br líquido
Hg líquido
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Estado gaseoso
Cl2 gaseosoHCl y NH3 gaseosos
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2. DENSIDAD
ρ= mV ( 1 g·cm-3 = 103 kg·m-3)
ρ(H2Olíquida) > ρ (H2Osólida)
ρ(H2Olíquida) < ρ (Piedra)
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3. CONCEPTO DE PRESIÓN
P=dF⊥
dS
P=F⊥
S
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Unidades de Presión
EQUIVALENCIA UNIDADES DE PRESIÓN1 baria = 0,1 Pa
1 atm = 1,013·105 N/m2 = 760 mm Hg
133 N/m2 = 1 mm Hg
Sistema Internacional (SI): Pascal [Pa (N/m2)]
Sistema cegesimal (cgs): Baria (dina/cm2)
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4.1. Tensión superficial
Radio de acción ≈ 10-7 cm
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Región interior
Región superficial
Tensión superficial de un líquido
“Es la energía necesaria para llevar una molécula de la región interior a la superficie, evaluada por unidad de área”.
EP = σ · S
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Un líquido en equilibrio adopta la forma para lacual su ENERGÍA POTENCIAL sea MÍNIMA
F = σ · L
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AGENTES TENSOACTIVOS O SURFACTANTES
Sulfonato de alquilbenceno sódico
lineal
Aplicaciones de los tensoactivos enfarmacia1.- Emulsificantes2.- Humectantes3.- Solubilizantes4.- Antimicrobianos (conservadores)5.- Promotores de la absorción
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Pint
PextPint > Pext
4.2. Presión de curvatura. Ley de Laplace
Gota
Pompa Burbuja
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Gota o burbuja
R
Pompa
Pint− Pext=2σR
Pint− Pext=4σR
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LEY DE LAPLACE
La diferencia de presión entre elinterior y exterior es mayor cuantomás pequeña es la burbuja
x
z
y
Pint− Pext= σ1
R1+
1R2
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Si ponemos dos burbujas, de radios R1 y R2, en los extremos deun tubo, y abrimos la llave que las comunica veremos que laburbuja de radio menor (mayor Pint) es "comida" por la pompa deradio mayor.
Si se intenta hinchar simultáneamente dosburbujas, sólo se hincha la más grande
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F c: Fuerza de cohesión hacia elinterior del líquido
Fa: Fuerza de adhesión, debidaa la atracción e las moléculasde la pared
R: Fuerza resultante
Fa
Fc
•
𝐑𝐑•
La molécula está mas cerca que su radio de acción de la pared delrecipiente:
Fc
Fa
𝐑𝐑
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El líquido moja al sólido El líquido no moja al sólido
La molécula está mas cerca que su radio de acción de la superficielibre:
θθ
Fa
Fa
Fc
Fc
R
R
Fa >Fc2½ ⇒ θ < 90° Fa <
Fc2½ ⇒ θ > 90°
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Adhesion
Cohesion
Fa >Fc2½ Fa <
Fc2½
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dF = σ·dL = σ·r·dα
Si el líquido moja al sólido (Adhesión)⇒ asciende por el tubo una altura h(capilaridad)
αdL
rh
2r
θ
dFy
dFx
dFy
dFx
dFdF
F =2·π·r·σ·cosθ
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Cuanto menor es el radio del tubo,mayor es la altura del tubo queasciende en él
Ley de Jurin
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BIBLIOGRAFÍA