Fisica General Burbano

FENÓMENOS MOLECULARES EN LOS LÍQUIDOS 293
En cualquier caso, excepto cuando F = F ′ y razonando de la misma manera que como hemos
hecho en el párrafo 9 de este capítulo, sobre toda la capa de líquido próxima a la superficie de separación
del líquido y sólido (pared del recipiente), y con un espesor igual al radio de acción molecular,
actúan fuerzas normales a ella y dirigidas hacia el interior del líquido (el líquido no moja) o
hacia el exterior (el líquido moja) causando la que llamábamos presión molecular, que al tender a
acercar las moléculas se ve compensada por el aumento de la fuerza repulsiva de cohesión.
XIII – 15. Formación de meniscos en la superficie de los líquidos por contacto
líquido-sólido. Ángulo de contacto
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En el límite de la superficie de un líquido contenido en un recipiente concurren tres medios líquido,
sólido y gas; prescindiendo del gas por considerarlo muy expansionado (poco denso) y por
tanto prácticamente no producir ningún efecto sus fuerzas de cohesión sobre las moléculas de líquido
en tal límite, analicemos la zona de contacto líquido-sólido.
Consideremos la molécula A (Fig. XIII-27), sobre ella actuarán las fuerzas de atracción del sólido
que constituye la pared que tendrán una resultante F ′ perpendicular a ella y hacia el exterior
del recipiente, y la fuerza F resultante de las de cohesión del líquido que se manifiestan únicamente
para fuerzas que se encuentran en un cuarto de esfera. La resultante R de ambas fuerzas tiene
que ir, como ya hemos razonado, en la dirección perpendicular a la superficie del líquido. Así, para
que la superficie sea horizontal (el ángulo que forma el líquido y la pared sea de p/2) (Fig. XIII-28
a) la resultante R tiene que ser vertical, lo cual se verifica cuando F = F′ 2 , ya que en este caso
la fuerza F dirigida hacia el líquido forma con la pared del vaso un ángulo de p/4.
En el caso de la Fig. XIII-28 b en el que la resultante R está dirigida hacia el interior del líquido,
la superficie perpendicular a R forma un menisco convexo mirado desde el exterior causado por la
tensión superficial, puesto que en la dirección de la tangente en los puntos de contacto de dicha
superficie con la pared sólida actuarán dichas tensiones y, se dice que el líquido no moja a la pared.
La Fig. XIII-28 c nos muestra el caso en que el líquido moja al sólido y la resultante R está dirigida
hacia el exterior del líquido.
Se llama ÁNGULO DE CONTACTO (de CONJUNCIÓN o de CAPILARIDAD), al que forma la dirección
de la fuerza debida a la tensión superficial (siempre tangente a la superficie del líquido en
los puntos de contacto con el sólido), con la superficie del sólido que no está en contacto
con el líquido.
Cuando el líquido no moja al sólido el ángulo de contacto es mayor que p/2 (obtuso); si es
menor que p/2 (agudo) el líquido moja al sólido; de acuerdo con lo dicho anteriormente. Cuando
el ángulo de conjunción es p diremos que el líquido no moja en absoluto al sólido y, si es 0 entonces
moja perfectamente.
Las Fig. XIII-28 b y XIII-29 representan como se ubica un líquido que no moja cuando se encuentra
en un recipiente con pared vertical y, el aspecto de una gota de líquido sobre un suelo horizontal
que no moja. En las Fig. XIII-28 c y XIII-30 representamos lo mismo pero para el caso en
que el líquido moja.
Un mismo líquido puede mojar unos cuerpos sólidos y no mojar a otros. Así, por ejemplo, el
agua puede decirse que en la práctica moja perfectamente la superficie limpia del vidrio, pero no
moja a la parafina; el mercurio no moja al vidrio, pero moja a una superficie limpia de hierro, ... etc.
XIII – 16. Fenómenos capilares
Los líquidos que mojan a las paredes de un tubo muy estrecho ascienden en su interior, quedando
el líquido a mayor altura que el nivel externo. Por el contrario, los líquidos que no mojan
descienden en los tubos capilares.
Ejemplo claro de capilaridad es un terrón de azúcar, una de
cuyas puntas mojamos y se moja todo él; la subida de la savia en
las plantas por vasos capilares, etc.
La causa de los fenómenos de capilaridad es la reacción a la
tensión superficial, que actúa tangencialmente a los meniscos y en
los puntos de contacto del líquido con la pared del tubo (Fig. XIII-
31). A tal fuerza por unidad de longitud la podemos suponer des-
Fig. XIII-29.– El líquido no moja
al sólido.
Fig. XIII-30.– El líquido moja al sólido.
Fig. XIII-31.– El ángulo que forma la
→
fuerza F que origina el fenómeno de
capilaridad y la tangente al menisco
en el punto de contacto del líquido
con la pared se llama «ángulo de
conjunción».
Fig. XIII-26.– Adherencia.
Fig. XIII-27.– Fuerzas que actúan sobre
una molécula de líquido situada
en contacto con la pared de un vaso
y en la superficie del líquido.
Fig. XIII-28.– Formación de meniscos
en el contacto líquido-sólido y en
la superficie del líquido.