LA TENSIONE SUPERFICIALE
Nella materia allo stato liquido ogni molecola è circondata da altre
molecole: le forze attrattive tra molecole, per il fatto che ognuna di esse è
completamente circondata da altre, si bilanciano permettendo che ogni molecola
si sposti liberamente (non vi è prevalenza di forze in una qualche direzione).
Appena sotto la superficie del liquido possiamo prendere in considerazione uno
strato spesso quanto il diametro delle molecole costituenti il liquido: questo
strato è detto strato limite ed è quello in cui
avviene il passaggio da liquido a gas, a solido o ad altro liquido. Una molecola
che si trovi in questa zona ha altre molecole dello stesso tipo sopra di essa.
Se una molecola che si trova nallo strato limite viene
sollevata, i legami tra essa e le molecole adiacenti vengono tesi,
generando una forza che tende a richiamare la molecola verso la
superficie. Allo stesso modo, appoggiando un corpo minuscolo sulla
superficie di un liquido, le molecole superficiali di quest' ultimo
vengono spinte verso il basso generando una forza di richiamo diretta
verso l'alto.
La superficie di un liquido si comporta quindi come una membrana tesa.
La tensione superficiale di un liquidi è il lavoro che deve essere
fatto per portare un numero sufficiente di molecole dall'interno del liquido
alla superficie per poter formare una nuova area unitaria di detta superficie.
Questo lavoro coincide numericamente con la forza di contrazione esercitata
su una linea ipotetica (linea di contatto) posata sulla superficie.
Si definisce coefficiente di tensione superficiale ( misurato
in N/m oppure in J/m2 ):
La tensione superficiale viene misurata direttamente misurando la forza
necessaria a rompere la superficie del liquido sollevando un filo sottile
dalla superficie stessa.
Si trova che questa forza è direttamente proporzionale al doppio della
lunghezza del filo (cosa ch esi spiega pensando che vi è superficie di
liquido da entrambi i lati del filo).
La forza necessaria ad estrarre un filo di massa m e lunghezza
L è:
Esercizi
Esempi
Approfondimento matematico: la tensione superficiale
La capillarità
Equilibrio nei fluidi < I galleggianti
Indice
Copyright © I.S.H.T.A.R. - March, 1999