Differenza chiave: tensione superficiale e azione capillare
La tensione superficiale e l'azione capillare sono proprietà fisiche delle sostanze liquide. Sono proprietà macroscopiche dei liquidi. Il differenza fondamentale tra la tensione superficiale e l'azione capillare è quello, la tensione superficiale è misurata come la forza applicata su una certa lunghezza del liquido data dall'unità N/m (Newton per metro) mentre l'azione capillare è misurata come l' altezza della colonna di liquido che viene tirato verso l' alto, contro la gravità data dall'unità m (metro).
Cos'è la tensione superficiale?
La tensione superficiale è un fenomeno in cui la superficie di un liquido, dove 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 alla 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. Le molecole liquide sulla superficie del liquido sono attratte dalle molecole al centro del liquido. Questo è un tipo di coesione. Ma l'attrazione tra le molecole liquide e le molecole d'aria (o le forze adesive) sono trascurabili. Pertanto, questo strato superficiale di molecole liquide funge da membrana elastica. Lo strato superficiale delle molecole liquide è sotto tensione perché non ci sono forze di attrazione sufficienti per bilanciare le forze coesive che agiscono su di esse, quindi questa condizione è chiamata tensione superficiale.
Figura 01: Le forze di attrazione sulle molecole liquide sulla superficie del liquido
Formula per il calcolo della tensione superficiale
Tensione superficiale (γ)=Fa/re
Qui, F è la forza superficiale e d è la lunghezza lungo la quale agisce la forza superficiale. Pertanto, la misura della tensione superficiale è data dall'unità N/m (Newton per metro). È l'unità SI per la misura della tensione superficiale.
Cos'è l'azione capillare?
L'azione capillare è la capacità di un liquido di fluire in spazi ristretti senza l'assistenza o in opposizione a forze esterne come la gravità. Può essere osservato come un liquido che aspira attraverso 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 adesive e di coesione. Le forze di coesione (forze di attrazione tra molecole simili) fanno sì che le molecole vengano attirate verso l' alto.
Quando un tubo capillare viene inserito 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 tirato verso l' alto fino a quando la forza gravitazionale agisce su quella quantità di liquido sufficiente a vincere 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 dello xilema sono tubi capillari che possono attirare l'acqua con i nutrienti disciolti verso l' alto. Ciò soddisfa il fabbisogno di acqua e nutrienti da parte di rami e foglie di grandi piante.
Qual è la relazione tra tensione superficiale e azione capillare?
L'azione capillare crea una colonna di liquido in un tubo capillare. L' altezza della colonna di liquido può essere determinata dall'equazione riportata di seguito.
Formula per il calcolo dell' altezza della colonna di liquido
h=2γcosθ / ρgr
In questo,
- h è l' altezza della colonna del liquido,
- 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 di 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, dove 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'assistenza o addirittura 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 alcun aiuto. |
| Misurazione | |
| La tensione superficiale è misurata come la forza applicata ad una certa lunghezza del liquido data dall'unità N/m (Newton per metro). | L'azione capillare è misurata come l' altezza della colonna di liquido che viene aspirata verso l' alto, contro la gravità data dall'unità m (metro). |
Riepilogo – Tensione superficiale vs azione capillare
La tensione superficiale e l'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 è misurata come la forza applicata su una certa lunghezza del liquido data dall'unità N/m (Newton per metro) mentre l'azione capillare è misurata come l' altezza della colonna di liquido che viene tirato verso l' alto, contro la gravità data dall'unità m (metro).
