Página inicial
Cinemática
Fluidos


Fenômeno

A tensão superficial é um efeito que ocorre na superfície dos líquidos que faz com que esta se comporte como uma membrana elástica. Esse efeito é responsável por diversas situações, algumas das quais podemos ver nos vídeos abaixo.

Vídeos

Fonte: "Floating Paperclip", YouTube


Fonte: "Water Skaters", YouTube


Fonte: "Surface tension", YouTube


Explicações

No primeiro vídeo, o clipe de papel é feito de metal mais denso que a água. Portanto, a flutuação do clipe não pode ser explicada pelo princípio de Arquimedes, ou seja, o empuxo da água sobre o clipe é menor do que seu peso. A flutuação é explicada pela tensão superficial da água. A tensão superficial tem origem nas forças intermoleculares do líquido. Em seu interior, cada molécula é atraída pelas moléculas vizinhas de forma aproximadamente igual, o que gera força resultante nula sobre ela. No entanto, as moléculas superficiais são atraídas para baixo e para os lados, mas não para cima. Assim, há força resultante para baixo sobre as moléculas superficiais, o que a gerar tensão na superfície.

Isso faz com que a superície dos líquidos comportem-se como uma membrana elástica. Ao colocar cuidadosamente o clipe sobre a água, este a deforma, o que gera uma força elástica, semelhante à de uma mola, no sentido de restaurar a forma original da superfície. É esta força que sustenta o clipe.

Os detergentes são agentes tensoativos. Quando adicionados a um líquido, reduzem drasticamente sua tensão superficial. Por esse motivo, ao adicionar detergente ao sistema do clipe flutuando em água, a tensão superficial diminui e o clipe afunda.

No experimento das moedas, o objetivo é mostrar a forma convexa da superfície da água no copo cheio, mantida às custas da tensão superficial. Quando algumas gotas de detergente são acrescidas ao sistema, a tensão superficial diminui e a água extravasa.

No segundo vídeo, o inseto consegue flutuar e se locomover sobre a superfície da água graças à tensão superficial. Note como a superfície da água se deforma nos pontos em que as pernas do inseto tocam a água.

No terceiro vídeo, são realizados dois experimentos parecidos. No primeiro, é a pressão atmosférica a responsável pelo papel não deixar a água sair do copo invertido. No segundo, há uma fina tela plástica na boca do copo. Ao ser retirado o papel, a tensão superficial da água, agindo em cada abertura da tela, não deixa a água sair do copo.

Referência

Wikipédia: Tensão superficial

Início