Paritian

Física

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

Subida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo) 29,75 mm
Salto de pressão através da superfície curva 291,2 Pa
Comprimento capilar 2,73 mm
Como varia
Subida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo)Raio interior do tubo 0,10 – 2,00. Subida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo): 148,768 → 7,43841Subida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo)0501001500,501,001,502,00Raio interior do tubo (mm)

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

SímboloSignificadoUnidade
rRaio interior do tubomm
gmTensão superficial do líquido (a da água a 20 °C é cerca de 72,8)mN/m
thÂngulo de contacto (0° para água em vidro limpo, acima de 90° para o mercúrio)°
roDensidadekg/m³
HSubida no tubo (negativa significa que é empurrado para baixo)mm
PMSalto de pressão através da superfície curvaPa
LCComprimento capilarmm

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.