Aula 02_Tensões de capilaridade

30/04/2012
Controle de Obras
Mecânica dos solos
• Tensões de Capilaridade
Prof. Ilço Ribeiro Jr
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Mas...o que é Capilaridade?
Em Física, chama-se capilaridade à
propriedade dos fluídos de subir ou
descer em tubos muito finos.
Esta capacidade de subir ou descer
resulta da capacidade de o líquido
molhar ou não a superfície do tubo.
Leonardo da
Vinci
(1452 – 1519)
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Revisão de Conceitos: Tensão Superficial
Fa
Fa
Fa
Fa
Fa
∑F = 0
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Fa
Tensão superficial é um
efeito que ocorre na
camada superficial de
um líquido que leva a
Fa sua superfície a se
comportar como uma
membrana elástica.
∑F ≠ 0
Fa
Esta força para o lado
e para baixo cria a
tensão na superfície,
que faz a mesma
Fa
comportar-se como
∑F ≠ 0
uma película elástica.
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O que faz com que a água suba é o seguinte: a molécula do
tubo que está imediatamente acima da superfície do líquido.
O molécula do tubo atrai o líquido que começa a subir
alinhando-se a essa molécula que o atraiu. Quando isso
acontece, a molécula imediatamente acima começa a atrair
o líquido e o ciclo se repete.
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Quando um líquido entra em contacto com uma superfície
sólida, este vai ser sujeito a dois tipos de forças que atuam
em sentidos contrários: a força de adesão, e a força de
coesão.
Fadesão
Quando: Fadesão > Fcoesão
Fcoesão
O líquido molha o
sólido
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0 > α > 90º
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Quando: Fadesão < Fcoesão
Fadesão
Fcoesão
O mercúrio afasta da parede,
formando menisco convexo
90 > α > 180º
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Revisão:
Vasos Comunicantes
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Voltemos à Capilaridade!
Capilaridade é a propriedade dos
fluídos de subir ou descer em tubos
muito finos.
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R = Raio de curvatura do
menisco
r = raio do capilar
σ = tensão superficial
p = pressão resultante para
superfície esférica (Laplace)
α = ângulo de contato
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f
Fg
f = força devido a pressão de Laplace;
r = raio do capilar (tubo);
σ = tensão superficial;
p = pressão resultante para superfície
esférica;
α = ângulo de contato;
g = aceleração gravitacional;
ρ = densidade do líquido.
Igualando as equações:
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Exemplo de ensaio de capilaridade em areia
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Microestrutura do concreto
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Microestrutura do solo
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Microestrutura 3D de um material poroso
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Mas...onde encontramos a
capilaridade?
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