Fundamentos dos Fenomenos de Transporte

PRÁTICA 04 – EFEITO DE CAPILARIDADE DA ÁGUA EM TUBOS DE
PEQUENO DIÂMETRO

1. INTRODUÇÃO

Fluidos são substâncias que se deformam continuamente quando submetidas a uma tensão cisalhante. As principais características dos fluídos que envolvem esse experimento são a tensão superficial e a coesão e adesão entre suas moléculas ou átomos.
A tensão superficial ocorre sempre na interface dos líquidos. As moléculas da superfície da água tendem a direcionar suas forças intermoleculares para o interior do fluido. Essa força acaba gerando uma contração desse líquido, e cria um tipo de ”película“ na superfície, dando certa elasticidade a mesma. Esse fato torna possível, por exemplo, que insetos consigam andar sobre essas superfícies, ou até mesmo posicionar uma agulha sobre o fluido, sem que ela afunde, quando colocada com cuidado. A tensão superficial diminui com o aumento da temperatura e tem relação com a capilaridade observada no experimento.
Outros fatores de importância são as forças coesivas e adesivas presentes no sistema. Forças coesivas são resultantes da interação entre as moléculas do próprio fluido, enquanto as forças adesivas são resultantes da interação entre as moléculas do fluido e do recipiente que o contém. O fluido presente em um tubo capilar está sujeito a esses dois tipos de força. A intensidade dessas forças determina o efeito capilar que o fluido apresenta. Se as forças adesivas são maiores que as coesivas, o fluido apresenta elevação em relação ao nível do recipiente que o contém. Se as forças coesivas são maiores que as adesivas, o fluido apresenta depressão em relação ao nível do reservatório.

Ao se posicionar um tubo capilar de vidro dentro de um recipiente com um fluido, podem acontecer duas situações:

1. O nível do fluido pode se elevar no tubo, acima do nível do recipiente, até que atinja uma altura de equilibro, ocorrendo então à chamada ascensão capilar. Nesse caso, o menisco do fluido irá apresentar uma leve curvatura para cima.