Fenomeni di superficie

Presentazione sul tema: "Fenomeni di superficie"— Transcript della presentazione:

1 Fenomeni di superficie
Tensione superficiale capillarità A. Stefanel - Fenomeni di superficie

2 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
Una goccia d’acqua tende ad assumere una forma sferica. Una bolla di sapone tende a ridurre la sua superficie compatibilmente ai vincoli. Il liquido assume la configurazione che rende minima l’energia del sistema. Se si vuole creare nuova superficie in un fluido (es. aumentare la superficie di una bolla di sapone soffiandoci dentro) allora è necessario fare un lavoro sul sistema, ossia bisogna fornire energia al sistema. L lavoro per aumentare la superficie del liquido si S L =  S : tensione superficiale del liquido u.m. : J m-2 = N m-1 A. Stefanel - Fenomeni di superficie

3 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
Ad ogni massa liquida compete un’energia superficiale: =S Configurazione di equilibrio: energia minima  superficie minima A. Stefanel - Fenomeni di superficie

4 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
Ad ogni massa liquida compete un’energia superficiale: =S Configurazione di equilibrio: energia minima  superficie minima A. Stefanel - Fenomeni di superficie

5 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
Bolla di acqua saponata Telaio di fil di ferro La doppia superficie della bolla A. Stefanel - Fenomeni di superficie

6 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
dl dl df/dl = 2  A. Stefanel - Fenomeni di superficie

7 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
Superfici curve. Formula di Laplace dV Lavoro delle forze di pressione P Lp = (P-Po) dV = 4 (P-Po) r2 dr Po dr r Lavoro delle forze di tensione superficiale per una bolla (doppia superficie) LT = - 2  dS = -  16 r dr L a somma di questi lavori (L=Lp + LT) deve corrispondere alla variazione dE di energia del sistema. Affinché l’evoluzione del sistema sia verso l’equilibrio dE=0 (minimo dell’energia)  Formula di Laplace (P-Po) = 4  / r A. Stefanel - Fenomeni di superficie

8 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
Formula di Laplace per una superficie (unica) con curvatura R P = 2/r Differenza di pressione  funzione della curvatura Po Po P0>P1 P0<P1 P1 P1 acqua mercurio A. Stefanel - Fenomeni di superficie

9 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
capillari Vasi comunicanti A. Stefanel - Fenomeni di superficie

10 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
P0>P1 Po Da formula di Laplace P = 2/r = 2 cos /R r  Di quanto si innalza il liquido nel capillare rispetto al livello di equilibrio nel caso in cui l’effetto di capillarità è trascurabile R P =  g h  P1 gh = 2 cos /R acqua h = 2 cos / (Rg) Se =0 h = 2 / (Rg) Formula Jurin A. Stefanel - Fenomeni di superficie

11 A. Stefanel - Fenomeni di superficie
 2 ro = mg dF=  dl 2 ro ro indipendente dalla natura del liquido mg proporzionale alla tensione superficiale  mg Metodo per misura  A. Stefanel - Fenomeni di superficie