Prof. Dra. Lisandra Ferreira de Lima PROPRIEDADES FÍSICAS PARTE II VISCOSIDADE; TENSÃO SUPERFICIAL E PRESSÃO DE VAPOR

Transcrição

1 PROPRIEDADES FÍSICAS PARTE II VISCOSIDADE; TENSÃO SUPERFICIAL E PRESSÃO DE VAPOR

2 SUBSTÂNCIA PURA

3 Densidade - revisão

4 Tensão superficial forças de adesão Tensão superficial As moléculas volumosas (no líquido) são igualmente atraídas pelas suas vizinhas. forças de coesão

5 LIQUIDOS TENSÃO SUPERFICIAL

6 Tensão superficial Pode ser definida como a quantidade de trabalho necessário para aumentar a superfície do fluido considerado. A tensão superficial surge das interações intermoleculares que retém as moléculas de um líquido. Fluidos com alta tensão superficial tem como consequência a dificuldade em formar gotas pequenas e quando conseguem não são estáveis. Dificilmente molha as superfícies, o que pode provocar implicações sensoriais e tecnológicas nestas substâncias. A tensão superficial pode ser medida por equipamentos especiais como o dipositivo de Dupré ou pela formação de gotas.

7 Tensão Superficial As moléculas da superfície são atraídas apenas para dentro no sentido das moléculas volumosas. Conseqüentemente, as moléculas da superfície estão mais densamente empacotadas do que as moléculas volumosas. A tensão superficial é a energia necessária para aumentar a área superficial de um líquido.

8 TENSÃO SUPERFICIAL

9 TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA EM RELAÇÃO A TEMPERATURA

10 Tensão superficial

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12 Tensão superficial forças adesão > forças coesão forças coesão > forças adesão Menisco da água comparando com o menisco do mercúrio As forças de coesão ligam as moléculas entre si. As forças de adesão ligam as moléculas a uma superfície.

13 Tensão Superficial

14 MOLHABILIDADE DA PAREDE

15 Tensão superficial Menisco é a forma da superfície do líquido. Quando as forças de adesão entre o líquido e a superfície (vidro) são mais fortes do que as forças de coesão do líquido, a superfície do líquido é atraída para a superfície do recipiente. Portanto, o menisco tem formato de U (ex.: água em um copo). Quando as forças de coesão são maiores do que as forças de adesão, o menisco é curvo para baixo (ex.: Hg). Ação capilar: Quando um tubo de vidro estreito é colocado em água, o menisco puxa a água para o topo do tubo.

16 TENSOATIVOS: É O COMPONENTE NA FORMULAÇÃO DO DETERGENTE RESPONSÁVEL PELA MISTURA (ÁGUA+ ÓLEO) E TAMBÉM PELA ESPUMA GERADA Podemos formular um detergente de alta, média ou baixa espumação somente alterando o tensoativo na formulação. Remoção de sujidades

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18 AÇÃO DE DETERGENTES A bolha de sabão é formada porque a camada superficial de um líquido (normalmente água) apresenta tensão superficial que faz com que esta camada se comporte como uma membrana elástica. Entretanto, uma bolha só de água pura não é estável e há a necessidade de adição de um surfactant (surface active agent), o sabão, para estabilizá-la. O sabão, na verdade, diminui a tensão superficial da água em cerca de 60%. O sabão não fortalece as bolhas, ele as estabiliza. A parede da bolha é um filme comum a fina camada de água entre duas camadas de moléculas de sabão. As moléculas de sabão têm uma extremidade hidrofílica (gosta de água) e uma cauda hidrofóbica (uma cadeia de hidrocarbonetos que tende a evitar a água). As caudas hidrofóbicas procuram a superfície, tentando evitar a água, e se projetam para fora da camada de moléculas de água. Isto separa as moléculas de água umas das outras. O aumento da distância entre as moléculas de água diminui a tensão Prof. superficial. Dra. Lisandra Por Ferreira outro lado, de Lima as caudas projetadas para fora protegem a camada de água da evaporação, dando maior

19 Viscosidade - líquidos Viscosidade é a resistência de um líquido em fluir. Um líquido flui através do deslizamento das moléculas sobre outras. Quanto mais fortes são as forças intermoleculares, maior é a viscosidade.

20 Viscosidade de Líquidos Resistência ao escoamento escoamento fluidez o oposto da Resistência ao A viscosidade chamada de viscosidade absoluta apresenta unidades no SI de (Ns/m 2 ), mas comumente se utiliza também poise (P), em homenagem a Poiseville e representa a viscosidade de um fluido que escorre a 1cm/s (ou 1m/s) sujeito a uma tensão de dy/cm 2 (0,1N/m 2 ). η (eta): Quantidade de matéria que escoa numa certa distância num dado tempo: Ns 1P 0, m cp

21 Viscosidade de Líquidos Algumas vezes é de grande utilidade usarmos a viscosidade cinemática (ν): cm 1S 1 s 2 Cuja unidade no SI é m 2 /s, usando-se também stokes (S) ou centistokes (cs). Tabela de viscosidade de fluidos Newtonianos em diferentes temperaturas e concentrações Substância Temperatura ( o C) μ (cp) Água 10 1,30 20,2 1, ,32 Azeite de oliva ,4 Sol. 60% Sacarose ,2

22 Viscosidade de Líquidos

23 Medidores de viscosidade

24 Medidas de viscosidade (mp)

25 Viscosidade x Massa molar

26 Viscosidade de Alimentos

27 Viscosidade de Alimentos

28 Viscosidade de Alimentos

29 Viscosidade de gases

30 Tabela de viscosidade (B.6.8)

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32 Pressão de vapor

33 Pressão de vapor Pressão de vapor: pressão parcial, exercida pelo vapor na superfície do líquidos. Estando as duas fases em equilíbrio chama-se pressão de vapor de saturação. Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor. Ebulição: formação de bolhas de vapor no interior do liquido. Cavitação: fenômeno que pode ocorrer em escoamento de líquidos quando submetidos a pressões menores que a pressão de vapor do liquido, havendo formação de bolhas.

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35 Distribuição de Energia

36 Pressão de vapor

37 Pressão de vapor A pressão exercida pelo vapor em equilíbrio com o seu líquido é chamada de pressão de vapor de equilíbrio do líquido ou apenas pressão de vapor.

38 Pressão de vapor

39 Pressão de vapor

40 LIQUIDOS PRESSÃO DE VAPOR

41 RELAÇÃO DA PRESSÃO DE VAPOR COM A TEMPERATURA

42 Calculo da Pressão de vapor Clausius Clapeyron: ln P v H RT v B Clausius Antoine: ln P v A T B C Carta de Cox:

43 TABELA ANTOINE

44 WAGNER

45 APLICAÇÕES P 2 atm T eb (agua) 120ºC Tempo de cocção mais rápido Melhor transferencia de calor

46 EBULIÇÃO O ponto (TEMPERATURA) de ebulição de um líquido é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão externa ou pressão atmosférica.

47 DIAGRAMA DE FASES