Calculadora de Ascenso Capilar (Ley de Jurin)
A qué altura sube, o es empujado hacia abajo, un líquido en un tubo estrecho, a partir de la tensión superficial, el ángulo de contacto, la densidad y el radio del tubo.
Resultados
La línea discontinua marca el valor que ha escrito.
Qué hace esta herramienta
El agua sube por un tubo de vidrio limpio hasta que el peso de la columna equilibra la tracción de la película superficial a lo largo de la pared, lo que da h = 2γ cos θ ÷ ρ g r: un tubo con la mitad de radio la eleva el doble. Un tubo de 0,5 mm de radio sube el agua unos 30 mm, uno de 0,05 mm unos 30 cm, el mismo efecto que atrae el agua hacia el papel de cocina, el suelo y los tallos de las plantas. El mercurio hace lo contrario: su ángulo de contacto supera los 90° y la columna queda por debajo del nivel exterior. La longitud capilar es el tamaño por debajo del cual la tensión superficial vence a la gravedad.
Fórmula
h = 2 γ cos θ ÷ (ρ g r) (ley de Jurin) · l_c = √(γ ÷ ρ g)
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
r | Radio interior del tubo | mm |
gm | Tensión superficial del líquido (la del agua a 20 °C es de unos 72,8) | mN/m |
th | Ángulo de contacto (0° para agua en vidrio limpio, más de 90° para el mercurio) | ° |
ro | Densidad | kg/m³ |
H | Ascenso en el tubo (negativo significa que es empujado hacia abajo) | mm |
PM | Salto de presión a través de la superficie curva | Pa |
LC | Longitud capilar | mm |
Ejemplo resuelto
- Radio interior del tubo0,5 mm
- Tensión superficial del líquido (la del agua a 20 °C es de unos 72,8)72,8 mN/m
- Ángulo de contacto (0° para agua en vidrio limpio, más de 90° para el mercurio)0 °
- Densidad998 kg/m³
- Ascenso en el tubo (negativo significa que es empujado hacia abajo)29,75 mm
- Salto de presión a través de la superficie curva291,2 Pa
- Longitud capilar2,73 mm
Limitaciones
- La fórmula supone condiciones ideales: sin pérdidas por fricción, sin resistencia del aire y sin pérdidas de rendimiento salvo que las introduzca.
- Los valores por defecto son referencias típicas, no mediciones de su situación. Sustitúyalos por sus propios datos siempre que los tenga.