La Tensión Superficial y las Burbujas

La tensión superficial del agua provee la necesaria tensión de pared para la formación de burbujas de agua. La tendencia a minimizar la tensión de pared, lleva a las burbujas a su formación esférica (de acuerdo con la ley de Laplace).

La diferencia de presión entre el interior y el exterior de la burbuja depende de la tensión superficial y el radio de la burbuja. La relación se puede obtener mediante la visualización de la burbuja como dos hemisferios, y observando que la presión interna que tiende a empujar para separar los hemisferios, se ve contrarrestada por la tensión superficial alrededor de toda la circunferencia del círculo.

Para una burbuja con dos superficies proporcionando tensión, la relación de presión es:

Derivar la RelaciónPompas de Jabón
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Presión en la Burbuja

La fuerza neta hacia arriba en el hemisferio superior de la burbuja, es la diferencia de presión por el área del círculo:

La fuerza de la tensión superficial hacia abajo, alrededor del círculo es dos veces la tensión superficial multiplicado por la longitud de la circunferencia, puesto que a la fuerza contribuyen dos superfcies.

Esto da

Este último caso se aplica también al caso de una burbuja rodeado por un líquido, como es el caso de los alvéolos pulmonares.

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Tensión Superficial y Gotas

La tensión superficial es la responsable de la forma de gotas en los líquidos. Aunque se deforman facilmente, las gotas de agua, tienden a su formación esférica por las fuerzas cohesivas sobre la capa superficial. La forma esférica minimiza la necesaria "tensión de pared" de la capa superficial, de acuerdo con la ley de LaPlace. A la izquierda tenemos una simple gota de rocío de la madrugada en una emergente flor de cerezo silvestre.

La tensión superficial y la adhesión, determinan la forma de esta caida desde una ramita. Cuando mas tarde cayó empezó a tomar una forma cada vez mas esférica. Las caidas de gotas toman una variedad de formas, debido a la oscilación y los efectos de la fricción del aire.

Una gota de agua, puede actuar como una lente y formar una imagen como una lupa simple.

La tensión superficial relativamente alta del agua, facilita que pueda ser nebulizada o colocada en forma de aerosol. Los líquidos de baja tensión superficial, tienden a evaporarse rapidamente y son difíciles de mantener en forma de aerosol. Todos los líquidos muestran la tensión superficial en algún grado. La tensión superficial del plomo líquido se utiliza como una ventaja en la fabricación de diversos tamaños de perdigones de plomo. El plomo líquido se vierte desde lo alto de una torre a traves de un tamiz con el tamaño de celda deseado. La tensión superficial conduce a la formación esférica de las bolas de plomo, al mismo tiempo que se van enfriando y solidificando a medida que cae antes de alcanzar el fondo de la torre.

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Acción Capilar

La acción capilar es el resultado de la adhesión y la tensión superficial. La adhesión del agua a las paredes de un recipiente, originará una fuerza hacia arriba sobre los bordes del líquido y como resultado su ascenso sobre la pared. La tensión superficial, actua para mantener intacta la superficie del líquido, de modo que en vez de solo moverse los bordes hacia arriba, toda la superficie entera del líquido es arrastrada hacia arriba.


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Acción Capilar

La acción capilar ocurre cuando la adhesión a las paredes es mas fuerte que las fuerzas cohesivas entre las moléculas del líquido. La altura a la que la acción capilar, llevará al agua en un tubo circular uniforme, está limitada por la tensión superficial. Actuando alrededor de la circunferencia, la fuerza hacia arriba es

La altura h a la que la acción capilar elevará el agua, depende del peso del agua que será elevada por la acción capilar:

La altura a la que el líquido puede ser elevado está dada por

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Cálculo de la Acción Capilar

La altura h a la cual la acción capilar elevará el agua depende del peso del agua que la acción capilar elevará:

La altura a la que el líquido será elevado esta dada por

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