Tensión superficial y capilaridad
La tensión superficial es una fuerza que genera efectos de tensión en la superficie de los líquidos, y
sus dimensiones se expresan como
[
σ
]
=
[
F
] [
L
]
−1
. Su origen se encuentra en la cohesión
intermolecular y en la fuerza de adhesión del fluido al sólido, como si el líquido formara una
delicada membrana en la superficie de contacto.
En otras palabras, cuando una molécula se encuentra a una distancia menor que el radio de la
esfera de acción de la cohesión molecular, que es del orden de 10-6 mm, o está en la misma
superficie libre, se genera una resultante F de las fuerzas de cohesión dirigida hacia el interior del
líquido. Esta fuerza da lugar a una tensión tangencial en la superficie libre, convirtiéndola en algo
similar a una membrana elástica.
La tensión superficial explica diversos fenómenos, como la formación de gotas en un líquido, los
procesos de formación de menisco y la elevación del líquido en tubos capilares. Además, vuelve
inestable la superficie plana de contacto, evidenciado por la forma esférica que adopta una gota
de líquido al liberarse hacia el aire, buscando alcanzar la mínima superficie exterior de
configuración estable para su volumen.
Cuando un líquido se encuentra limitado por una pared, sus moléculas son atraídas no solo por las
del medio superior, sino también por las de la propia pared. Si las fuerzas moleculares de la pared
son superiores a las de las moléculas vecinas del líquido, este se extenderá sobre la pared, un
efecto conocido como mojarse. Esta condición sigue la ley de capilaridad, que permite calcular el
ángulo de contacto (θ) a partir de las condiciones de equilibrio de la tensión superficial en los tres
medios involucrados.