Num líquido (ou num sólido), o conjunto das forças de ligação no seu interior anulam-se, mas à superfície as forças de ligação têm uma resultante dirigida para o interior, pelo que a superfície se comporta como se estivesse submetida a uma pressão exterior.
A tensão superficial A corresponde a uma força que se exerce sobre uma unidade de comprimento de uma curva imaginária que separa a superfície de um líquido (ou de um sólido) para manter em contacto as duas partes separadas.
Num tubo capilar contendo um líquido, a interface ar-líquido curva-se para formar um menisco. A superfície do líquido é semelhante à "parede" de uma bolha de ar de raio R e a elevação do líquido num tubo compensa a diferença de pressão entre os dois lados da "parede" (lei de Laplace).
Temos θ o ângulo de contacto do líquido com o vidro do tubo. Para os líquidos que molham bem (água pura no vidro limpo ou solvente orgânico) este ângulo é nulo.
Se é inferior a 90°, o líquido não molha perfeitamente o vidro (água sobre o vidro com gordura por exemplo). Se é superior a 90°, o líquido não molha mesmo (mercúrio).
Se admitirmos que o menisco é uma calota esférica de raio R e se o raio do capilar for r, temos a relação r = R.cosθ
De acordo com a lei de Laplace, a altura da elevação do líquido no tubo é dada pela relação:
Esta relação constitui a lei de Jurin.
A constante de tensão superficial A exprime-se em N.m-1. Esta grandeza correspondente ao valor das forças de ligação depende muito da temperatura.
Para os líquidos não molhantes, observa-se uma depressão. Para o mercúrio θ= 135° e A = 0,47 N.m-1.
A aplicação
Determine o valor da constante A para os diferentes líquidos estudados.
Os valores correspondem a uma temperatura de 20°C.
A escala vertical é graduada em mm.
Fazendo deslizar com o rato o quadrado vermelho, é possível deslocar o retículo.
Para realizar esta experiência prática, é imperativo que o tubo capilar e o recipiente estejam perfeitamente limpos (lavagem
com mistura sulfúrico-crómica recomendada). Para a água, recomenda-se a utilização de água recentemente destilada.
James JURIN (1684-1750) Médico inglês que estabeleceu esta lei em 1718.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Fevereiro de 2011
