Pregunta 3 · Química Física I UB Juny 2024

a. Justifiqueu físicament per quina raó un líquid capaç d'ascendir per un tub capil·lar d'1 mm de diàmetre no mostra pràcticament cap ascens perceptible en un tub d'1 m de diàmetre.

Solución: Segons la llei de Jurin ($h = \frac{2\gamma\cos\theta}{\rho g r}$), l'alçada és inversament proporcional al radi del tub ($h \propto 1/r$). En un tub de $1\text{ m}$ de diàmetre, el radi de curvatura és enorme (la interfície és pràcticament plana), de manera que la diferència de pressió és negligible i no s'observa ascens capil·lar apreciable.

b. S'utilitza un tub capil·lar de vidre per avaluar l'ascens de tres líquids diferents: aigua pura, aigua amb sal comuna (NaCl) i aigua amb un compost tensioactiu. Ordeneu de forma creixent (de menor a major) l'alçada que assoleix la columna líquida en cada cas.

Solución: Ascens(aigua + tensioactiu) < Ascens(aigua pura) < Ascens(aigua + NaCl)

c. Com canviarien les observacions de l'apartat anterior si la paret interior del tub es recobris completament de Tefló?

Solución: En comptes d'ascens es produeix un descens capil·lar (depressió, $h < 0$) perquè el tefló és hidròfob (l'aigua no el mulla, $\theta > 90^\circ$). En valor absolut de descens: |Descens|(aigua + tensioactiu) < |Descens|(aigua pura) < |Descens|(aigua + NaCl).