DISPENSE DEL CORSO DI LABORATORIO DI CHIMICA – FISICA 1

si forma ad una doppia interfase vapore – liquido – vapore (come nel caso delle bolle di
sapone) la superficie dell’interfase è doppia e conseguentemente vale la relazione:
4γ
Pint − Pest
= (2.16)
r
Nel caso di una gocciolina, infine, si ottiene un’espressione identica alla (2.15) trovata per
una cavità, ma in questo caso si ha Pest > P int .
Capillarità
In un tubo capillare (cioè di diametro interno dell’ordine di 1 mm o inferiore) immerso in
un liquido si osserva una “risalita” del liquido stesso all’interno del capillare di una
Liquido
Tubo
capillare
Figura 8. Effetto della capillarità
altezza che dipende dalla sua sezione e dalla natura del
liquido (in pratica dalla sua densità e dalla sua tensione
superficiale). Se si osserva il menisco del liquido questo si
presente come in Figura 8.
La curvatura del menisco fa sì che dalla parte del liquido
(superficie convessa) agisca, oltre alla pressione
atmosferica, una pressione di Laplace (che in questo caso è
negativa proprio perché la superficie è convessa) che è
pari a 2γ/r (in questo caso la superficie dell’interfase è
singola). Poiché il sistema è in equilibrio, alla base della
colonna di liquido questa pressione addizionale deve
essere bilanciata da un’altra forza di pressione che è quella idrostatica e che è pari a ρgh.
Pertanto:
ρ gh= 2γ
r da cui si ricava facilmente:
1
r gh
2 γ = ρ § (2.17)
Il fenomeno della capillarità può pertanto essere sfruttato per determinazioni di tensione
superficiale. Il dispositivo sperimentale mediante il quale si esegue questo tipo di misura è
costituito da un sistema di due tubi comunicanti capillari di differente sezione (Figura 9).
Si ha dalla (2.17):
§ Alternativamente si può ricavare la relazione (2.17) uguagliando la forza dovuta alla pressione idrostatica
2
( F = P ⋅ s = ρghπ r ) con le forze di tensione che agiscono sulla circonferenza del menisco ( F = 2πrγ).
idr
r
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