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Relatório Tensão Superficial, Trabalhos de Física

Relatório do experimento de tensão superficial.

Tipologia: Trabalhos

2016

Compartilhado em 16/06/2023

gabrielle-s-9
gabrielle-s-9 🇧🇷

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Tensão Superficial
Claudia Jaqueline Perozzi – 527901 – email: claudiaperozzii@gmail.com
Gabriel Luiz Zagatti Sabino – 527756 – email: gabrielluizsabino@hotmail.com
Gabrielle Schultz Braz – 528697 – email: gabrielleflor@gmail.com
José Vítor Teixeira Perez– 527772 – email: jose_vitor704@hotmail.com
Física Experimental II – Curso Engenharias Mecânica e Química – Turma L1 - Professor
Responsável: Vágner Ricardo de Araújo Pereira
Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos
Resumo. O relatório apresentado tenta demonstrar de forma teórica oque foi discutido e feito na
pratica com relação ao coeficiente de tensão superficial da água, calculando o seu valor e o
comparando com o valor de tensão superficial da água tabelado.
Palavras chave: Experimento, coeficiente, superfície, água.
Introdução
As moléculas de um líquido interagem
através de forças de coesão, que se tornam
fracas com a distância e, se tornam desprezíveis
a distâncias maiores do que próximas de 0.1
micrometros. Portanto uma molécula de um
líquido interage apenas com moléculas que
estão dentro de seu “campo de coesão”. Quando
a molécula está dentro do volume de um
líquido, sua forca de coesão é zero, pois as
moléculas circunjacentes estão distribuídas de
forma aproximadamente simétrica em seu redor.
Contudo, uma molécula na superfície livre do
liquido é sujeita a forças de coesão das
moléculas das moléculas das camadas abaixo do
liquido. A superfície age como uma forma de
membrana que tende a comprimir o líquido. De
fato, na ausência de gravidade, por exemplo, na
estação espacial internacional, um volume de
água “livre” devido à forca de coesão
promovida pelas moléculas de seu interior. A
forma geométrica com a menor área superficial
para um dado volume é a esfera. Na superfície a
resultante das forças de coesões internas é
chamada de chamada aqui de tensão superficial.
(De SOUZA, 1995)
Em um recipiente com água, uma tigela com
água, por exemplo, as moléculas situadas no
interior são atraídas em todas as direções pelas
vizinhas e, por isso, a resultante das forças que
atuam sobre cada molécula é praticamente zero.
As moléculas da superfície do líquido são
apenas atraídas pelas moléculas que estão à sua
volta à superfície e que estão por baixo, estas
forças criam uma tensão na superfície e fazem
com que a superfície do líquido se comporte
como uma película elástica. (RANGEL, 2006)
Figura 1: Modelo do experimento.
Disponível em:
<http://biofisica.xpg.uol.com.br/Capitulo%202/Tensa
o%20superficial%20.htm>.
Figura 2: Aplicação do experimento / momento
de ruptura.
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Disponível em:
<http://www.resumosetrabalhos.com.br/concentracao
-micelar-critica-cmc.html>.
A energia da tensão superficial é dada pela
seguinte fórmula:
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Tensão Superficial

Claudia Jaqueline Perozzi – 527901 – email: claudiaperozzii@gmail.com

Gabriel Luiz Zagatti Sabino – 527756 – email: gabrielluizsabino@hotmail.com

Gabrielle Schultz Braz – 528697 – email: gabrielleflor@gmail.com

José Vítor Teixeira Perez– 527772 – email: jose_vitor704@hotmail.com

Física Experimental II – Curso Engenharias Mecânica e Química – Turma L1 - Professor

Responsável: Vágner Ricardo de Araújo Pereira

Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos

Resumo. O relatório apresentado tenta demonstrar de forma teórica oque foi discutido e feito na pratica com relação ao coeficiente de tensão superficial da água, calculando o seu valor e o comparando com o valor de tensão superficial da água tabelado. Palavras chave: Experimento, coeficiente, superfície, água. Introdução As moléculas de um líquido interagem através de forças de coesão, que se tornam fracas com a distância e, se tornam desprezíveis a distâncias maiores do que próximas de 0. micrometros. Portanto uma molécula de um líquido interage apenas com moléculas que estão dentro de seu “campo de coesão”. Quando a molécula está dentro do volume de um líquido, sua forca de coesão é zero, pois as moléculas circunjacentes estão distribuídas de forma aproximadamente simétrica em seu redor. Contudo, uma molécula na superfície livre do liquido é sujeita a forças de coesão das moléculas das moléculas das camadas abaixo do liquido. A superfície age como uma forma de membrana que tende a comprimir o líquido. De fato, na ausência de gravidade, por exemplo, na estação espacial internacional, um volume de água “livre” devido à forca de coesão promovida pelas moléculas de seu interior. A forma geométrica com a menor área superficial para um dado volume é a esfera. Na superfície a resultante das forças de coesões internas é chamada de chamada aqui de tensão superficial. (De SOUZA, 1995) Em um recipiente com água, uma tigela com água, por exemplo, as moléculas situadas no interior são atraídas em todas as direções pelas vizinhas e, por isso, a resultante das forças que atuam sobre cada molécula é praticamente zero. As moléculas da superfície do líquido são apenas atraídas pelas moléculas que estão à sua volta à superfície e que estão por baixo, estas forças criam uma tensão na superfície e fazem com que a superfície do líquido se comporte como uma película elástica. ( RANGEL, 2006) Figura 1: Modelo do experimento. Disponível em: < http://biofisica.xpg.uol.com.br/Capitulo%202/Tensa o%20superficial%20.htm>. Figura 2: Aplicação do experimento / momento de ruptura. l Disponível em: < http://www.resumosetrabalhos.com.br/concentracao -micelar-critica-cmc.html>. A energia da tensão superficial é dada pela seguinte fórmula:

E = αA Onde A é a área que possui a tensão. Na teoria a força é dada pela seguinte equação: F = ∂ EP ∂ x Considerando que a Tensão seja igual a força, temos: ¿ T ∨¿ ∂ E ∂ x Substituindo, temos: | T |= ( αlx ) ∂ x | T |= αl Consideramos que temos o momento de ruptura, é possível achar seu equilíbrio através da seguinte equação: F = P + 2 T FP = 2 T T = FP 2 Procedimento Experimental Começamos o trabalho adquirindo conhecimentos sobre o que era tensão superficial através da explicação do professor. Utilizando uma vasilha com agua, um aro de PVC com fios metálicos iniciou-se o experimento da tensão superficial da agua. Com uma balança de precisão medimos o peso do aro metálico para podermos fazer os cálculos de forma precisa, da força necessária para retirar o aro da vasilha. A dimensão do aro foi medida com o auxilio de uma régua, com ela conseguimos anotar o diâmetro do mesmo. Medimos a força necessária para a remoção do aro que estava em contato com a agua, com o auxilio de um dinamômetro que é capaz de medir com precisão da força no exato momento em que a tensão superficial é rompida. Resultados e Discussão Anotamos os seguintes dados: Tabela 1: Dados do experimento. Peso da armação (N) 0, Diâmetro da armação (m)

Forças (N)

α tabelado (N/m²) 0, Descobrimos o valor da força média usando os dados da tabela acima através da seguinte fórmula: FM = ( 0,085+0,085+0,086+0,087+0,086) 5 FM =0,0858 N Após isso, calculamos a área da armação, usando as seguintes fórmulas: l = 2 πr l = πd l =3,14∗0, l =0,314 m O cálculo da tensão foi feito usando a seguinte fórmula: T = FP 2 T = (0,0856−0,047) 2 T =0,0214 N Calculamos o coeficiente de tensão superficial com os dados da tabela e pelas contas ja realizadas, através da seguinte fórmula: | T |= αl 0,0214= α ∗0, α = 0, 0, α =0,0681528662 0,068 N / m ² Sabemos que usamos cálculos para acharmos medidas ou valores de algo, sempre