Calculadora da Ascensão Capilar (Lei de Jurin)
A que altura sobe, ou é empurrado para baixo, um líquido num tubo estreito, a partir da tensão superficial, do ângulo de contacto, da densidade e do raio do tubo.
Resultados
A linha tracejada marca o valor que escreveu.
O que faz esta ferramenta
A água sobe num tubo de vidro limpo até o peso da coluna equilibrar a tração da película superficial ao longo da parede, o que dá h = 2γ cos θ ÷ ρ g r — um tubo com metade do raio eleva-a ao dobro. Um tubo de 0,5 mm de raio faz subir a água uns 30 mm, um de 0,05 mm uns 30 cm, o mesmo efeito que puxa a água para o papel de cozinha, o solo e os caules das plantas. O mercúrio faz o contrário: o seu ângulo de contacto é superior a 90°, e a coluna fica abaixo do nível exterior. O comprimento capilar é o tamanho abaixo do qual a tensão superficial vence a gravidade.
Fórmula
h = 2 γ cos θ ÷ (ρ g r) (lei de Jurin) · l_c = √(γ ÷ ρ g)
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
r | Raio interior do tubo | mm |
gm | Tensão superficial do líquido (a da água a 20 °C é cerca de 72,8) | mN/m |
th | Ângulo de contacto (0° para água em vidro limpo, acima de 90° para o mercúrio) | ° |
ro | Densidade | kg/m³ |
H | Subida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo) | mm |
PM | Salto de pressão através da superfície curva | Pa |
LC | Comprimento capilar | mm |
Exemplo resolvido
- Raio interior do tubo0,5 mm
- Tensão superficial do líquido (a da água a 20 °C é cerca de 72,8)72,8 mN/m
- Ângulo de contacto (0° para água em vidro limpo, acima de 90° para o mercúrio)0 °
- Densidade998 kg/m³
- Subida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo)29,75 mm
- Salto de pressão através da superfície curva291,2 Pa
- Comprimento capilar2,73 mm
Limitações
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
- Os valores por defeito são referências típicas e não medições da sua situação. Substitua-os pelos seus próprios dados sempre que os tiver.