Química Geral ⇒ Tensão superficial

[albeistein]

A foto a seguir mostra uma gota de orvalho sobre uma folha.

gota de orvalho.png (122.04 KiB) Exibido 1197 vezes

A folha contém cera e cutina, materiais derivados de ácidos graxos e que têm como função proteger a folha. O formato esférico de uma gota em contato com a folha ocorre para

(A) diminuir a tensão superficial entre a água (polar) e a cera (polar).
(B) diminuir a tensão superficial entre a água (polar) e a cera (apolar).
(C) aumentar a tensão superficial entre a água (polar) e a cera (apolar).
(D) aumentar a tensão superficial entre a água (polar) e a cera (polar).
(E) aumentar a interação entre a água (polar) e a cera (apolar).

Gabarito: "A água é uma substância polar. A cera, um derivado de ácido graxo (ácido carboxílico de cadeia longa) é apolar. Quando substâncias com diferentes polaridades são colocadas em contato, o sistema tende a diminuir essa área de contato, pois é a situação em que a tensão superficial fica menor."

Minha dúvida é: por que com área de contato menor, a tensão superficial é menor?

[Planck]

Olá, albeistein.

Um fato interessante é que o formato esférico propicia a menor relação superfície de contato/volume. Para entendermos isso efetivamente, precisamos da Lei de LaPlace, para uma superfície esférica:

[tex3]\text T = \frac{\text P \cdot \text R}{2}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\text T = \frac{\text P \cdot \text R}{2}[/tex3]

Em que:

• [tex3]\text T[/tex3]

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  [tex3]\text T[/tex3]

  : Tensão superficial;
• [tex3]\text P[/tex3]

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  [tex3]\text P[/tex3]

  : Pressão interna;
• [tex3]\text R[/tex3]

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  [tex3]\text R[/tex3]

  : Raio interno.

Quanto maior o raio, maior a tensão requerida para resistir a uma dada pressão interna do fluído. Na superfície esférica, reduzimos pela metade essa relação. Um exemplo prático:

Esta lei também analisa a pressão necessária para impedir os alvéolos pulmonares de colapsarem. Devido à existência do fluido surfactante revestindo o interior do alvéolo, a pressão necessária para evitar o colapso é proporcional à referida superfície e a tensão inversa do raio do alvéolo. _Wikipedia.