Fenômenos de transporte (2)

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1 Introdução 
1.1 Capilaridade 
A capilaridade é a tendência que algumas substâncias apresentam de subirem ou 
descerem por paredes de tubos finos (tubos capilares) ou de se deslocar por curtos 
espaços existentes em materiais porosos, como tecidos de algodão ou esponjas. 
Esse mecanismo permite que os fluidos se desloquem ainda que estejam contra a 
força gravitacional. 
A tensão superficial é a força que mantém as moléculas de um líquido juntas na 
superfície, a adesão é a força atrativa entre as moléculas do líquido e da parede 
do tubo, e a coesão é a força atrativa entre as moléculas do líquido. Estas forças 
combinadas determinam se o líquido subirá ou descerá dentro do tubo. 
Figura 1 – A água no tubo fica mais elevada que a do bécker. 
 
Fonte: Infoescola. 
A altura atingida pelo líquido no interior do tubo depende do diâmetro do capilar: 
conforme aumenta o diâmetro do tubo, menor é o número de moléculas de líquido 
que se aderem à parede em relação às que são arrastadas para cima por coesão. 
Dessa forma, sabendo quanto mede o diâmetro de um tubo é possível calcular a 
altura que o líquido alcançará em seu interior, graças às forças de capilaridade. 
1.2. Tensão superficial 
A tensão superficial é uma propriedade física da interface líquido-ar, onde a 
superfície do líquido é tratada como uma camada fina com propriedades 
diferentes da camada subjacente. Esta propriedade é responsável pela tendência 
de superfícies líquidas a se manterem unidas, a fim de minimizar sua área 
superficial livre. Isso resulta em uma tensão superficial à superfície que atua como 
uma barreira à mistura com outros líquidos ou ao contato com o ar. 
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O polo positivo de uma molécula é atraído pelo polo negativo da molécula vizinha, 
formando as ligações de hidrogênio. Esse tipo de interação no interior do líquido está 
distribuído em todas as direções. Na superfície, as forças estão direcionadas para 
baixo e para os lados, pois acima delas não há moléculas de água. Isso faz com que 
as moléculas da superfície fiquem mais coesas e criem uma película elástica. 
Figura 2 – Processo de como ocorre a tensão superficial. 
 
Fonte: Toda matéria. 
2. Objetivos 
2.1. Capilaridade 
O objetivo da prática de capilaridade com água e detergente é investigar como a 
adição de detergente afeta a capacidade de elevação de um líquido em duas 
lâminas de vidro. 
2.2. Tensão superficial 
O experimento tem como objetivo investigar os efeitos da tensão superficial da água 
e do detergente na moeda, mediante a observação da forma como a superfície da 
moeda é afetada pela adição de detergente à água, e como a tensão superficial da 
solução resultante afeta a aderência da moeda à superfície. 
 
3. Materiais e métodos 
Figura 3 – Materiais para os experimentos. 
 
Fonte: Autoria própria. 
3.1 Experimento de Capilaridade 
• Água; 
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• 1 Régua de 30 cm; 
• 1 Prato de plástico pequeno; 
• 1 Clipe; 
• 1 Fita adesiva transparente pequena; 
• Um pouco de detergente; 
• 1 tesoura. 
Para o primeiro experimento foi colocado um clipe entre as duas lâminas de vidro e 
fixado com a fita adesiva transparente em volta. Em seguida, foi despejado sobre 
o prato de plástico uma certa quantidade de água chegando aproximadamente 
na marca da metade da altura do prato, em seguida foram colocadas as duas 
lâminas de vidro fixadas dentro do prato para que a água pudesse subir entre as 
lâminas que estavam próximas. Com uma régua, foi possível medir o quanto a 
água conseguiu subir entre as lâminas. O mesmo experimento foi feito 
novamente, porém, adicionando algumas gotas de detergente à água. 
3.2. Experimento de tensão superficial 
• Água; 
• 1 Pipeta de Pasteur (gotejador); 
• 1 Moeda de 5 centavos; 
• Um pouco de detergente; 
O segundo experimento a ser realizado foi o de tensão superficial. Com uma pipeta 
de Pasteur foram colocadas 23 gotas de água na superfície de uma moeda de 
5 centavos, que era o limite suportado por ela antes de derramar toda a água, e esse 
limite é o que podemos chamar de tensão superficial. 
Depois, foi pingada uma gota de detergente na segunda moeda e espalhado sobre 
a superfície, o experimento foi repetido na moeda e o limite foram 16 gotas de água. 
 
4. Resultados e discussões 
Figura 4 – Experimento de capilaridade feito em laboratório. 
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Fonte: Autoria própria. 
No experimento de capilaridade foi observado que na região do clipe, as lâminas 
estavam mais próximas e a água conseguiu subir 2 cm e na outra extremidade 
em que as lâminas estavam um pouco mais afastadas, a água conseguiu subir 
1cm. Após o experimento ser refeito com a adição de detergente na água, foi 
constatado que a água subiu 2 cm em uma extremidade e na parte em que as 
lâminas estavam um pouco mais afastadas, a água subiu 0,5 cm 
Figura 5 - Experimento de tensão superficial em laboratório. 
 
Fonte: Autoria própria. 
No segundo experimento de tensão superficial é possível notar que ao adicionar 
detergente líquido na superfície da moeda, o limite de gotas diminui de 23 gotas para 
16 gotas, isso ocorre porque a tensão superficial é reduzida por conta do detergente 
ser uma substância que consegue quebrar as moléculas de água, fazendo com que 
o limite de gotas de água seja menor. 
 
5. Conclusão 
O experimento de capilaridade é uma maneira interessante de observar como os 
líquidos são capazes de subir em espaços estreitos e curvos, sendo possível 
perceber que a água sobe em contato com a lâmina de vidro devido à aderência 
e à tensão superficial. A água é atraída pelas paredes de vidro da lâmina, 
aderindo a ela e subindo contra a força da gravidade. 
O segundo experimento é útil para demonstrar como a tensão superficial pode ser 
afetada por substâncias adicionadas na água, como o detergente. Isso pode ter