Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Civil

Ingeniería Ambiental

Informe de laboratorio de Mecánica de Fluidos

Tema: Tensión superficial y capilaridad

Presentado a:

Profesor: Christian Muñoz

Realizado por:

Kelsyn Barría 4-778-1707

Jessica Caballero 4-776-216

Roil Cubilla 4-775-2359

Cristela Gaitán 4-769-1609

Grupo A

Salón 1IB131

Realizado:

Martes 31 de Marzo del 2015

Fecha de entrega:

Martes 7 de Marzo de 2015

OBJETIVO

Analizar la tensión superficial de distintos líquidos y distinguir cuando su acción es significativa.

EQUIPO Y MATERIALES

Agua Alcohol Probeta Regla Carrizo Mercurio

INTRODUCCIÓN

MARCO TEÓRICO

Tensión Superficial

Es la propiedad de los fluidos que se encarga de producir efectos de tensión en la superficie de los líquidos, es decir, es el momento en el que el fluido entra en contacto con otro fluido no miscible normalmente con otro líquido o un gas o con un contorno sólido (tubos), estas fuerzas se originan en la cohesión intermolecular y la fuerza de adhesión del fluido al sólido, una explicación de la tensión superficial, puede ser la formación de gotas esféricas cuando el líquido se pulveriza y la fuerza de cohesión predominante dirigidas siempre hacia el interior, podemos definir la tensión como:

σ= E/(A superficial)

Existen distintos fenómenos asociados con la Tensión superficial: Cuando un líquido moja la superficie, el menisco es de forma convexa y forma

un ángulo mayor de 90 grados, cuando no moja la superficie el menisco es de forma cóncava y maneja un ángulo menor de 90 grados.

Otro caso es el de la flotación de objetos en la superficie libre del fluido, donde la densidad es mucho mayor que la del objeto que se encuentra en la parte.

La formación de las gotas, estas naturalmente son de forma esférica ya que es la forma con menor área superficial, la forma de estirada de ésta, es a causa de la gravedad.

La evaporación superficial, es producida por la aplicación de ciertas temperaturas al fluido, estas se producen por que las moléculas en la parte superior no están estáticamente estables, ya que existen partes de las moléculas que están sueltas.

Capilaridad

La capilaridad es un proceso de los fluidos que depende de su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Este es el caso del agua y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad. Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.

PROCEDIMIENTO

Colocar cierta cantidad de líquido en una probeta Introducir el carrizo en el líquido y luego sacarlo poco a poco. Medir la altura de líquido que queda en el carrizo cuando sacamos el carrizo de

la probeta. Calcular el % de error para cada líquido utilizado En el mercurio observamos cómo se comporta (no se realizará la prueba).

Diagrama:

Ecuación:

∑ F z=0

σ∗Perímetrode contacto=W L

σ∗π∗d∗cosθ= γ∗π∗d2

4∗h

h=4∗σ∗cosθγ∗d

Datos:

σ H 2O=0.073 N

m γ H2O

=9810 Nm3

σ alcohol=22.8x 10−3 Nm

ρalco hol=860kg

m3

CÁLCULOS

Líquido σ (Nm ) γ ( Nm3 ) ρ( kgm3 )Agua 0.073 9810 ________

Alcohol 22.8 x10−3 _________ 860

Líquido AlturaTeórica (m) AlturaExperimental (m) %Error

Agua 9.9218 x10−3 11 x10−3 0.1087

Alcohol 2.7026 x10−3 4 x10−3 3.0702

Paracalcular laaltura teórica :

h=4σ cosθγd

Paracalcular el%Error :

%Error=|Teórico−Experimental|

Teórico

Paracalcular γ alcohol :

γ alcohol= ρg

RESULTADOS

Líquidos AlturaTeórica (m) AlturaExperimental (m) %Error

Agua 9.9218 x10−3 11 x10−3 0.1087Alcohol 2.7026 x10−3 4 x10−3 3.0702

RECOMENDACIONES

Tener más materiales para que cada grupo pueda realizar el trabajo y no demorar tanto tiempo esperando a que un grupo termine de trabajar o también realizar el trabajo todo el grupo y tener todos los mismos datos.

Hacer el experimento con otras sustancias como con el mercurio, cloro, aceite, vinagre, y usar carrizos de diferentes diámetros para observar cuánto varía la altura dependiendo de los diferentes diámetros y sustancias.

CONCLUSIONES

Terminado este laboratorio podríamos concluir que la capilaridad depende de su tensión superficial y también dependerá del tipo de estado en que se encuentren los objetos en contacto quiere decir (si liquido o solido).

El agua tiene mayor capilaridad y tensión superficial que el alcohol, y podemos decir esto ya que el agua subió una mayor altura en el carrizo que el alcohol. El agua o el alcohol subieron hasta esa altura cuando se equilibró la tensión superficial con el mismo peso del líquido.

ANEXOS

Altura experimental del alcohol

BIBLIOGRAFÍA

http://mecanicadefluidos5.blogspot.com/2010/08/tension-superficial.html http://www.slideshare.net/YushinWilsonPaucarRo/tension-superficial-

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