Líquidos y tensión superficial

Los líquidos se caracterizan por las fuerzas de atracción, que mantienen unidos sus átomos y moléculas y que, si bien no les permiten una libertad completa, no llegan a ser tan intensas como en el caso de los sólidos, motivo por el cual carecen de estructura cristalina, es decir, no tienen una forma fija y adoptan la del recipiente que los contiene.

Asimismo, los líquidos ni pueden ser estirados ni pueden sufrir deformación, si bien se pueden comprimir, presentando propiedades similares a los sólidos en cuanto a la elasticidad frente a compresión. Los líquidos ejercen presión en las superficies de contacto con el recipiente y en todos sus puntos interiores, dependiendo esta de la densidad del líquido en cuestión y de la profundidad a la que esté situado el punto considerado.

Tensión superficial

Las fuerzas de cohesión existentes en los líquidos impiden que se expandan para tratar de ocupar la totalidad del volumen del que disponen. El hecho de que los líquidos ocupen parte o todo el recipiente que los contiene hasta un determinado nivel (adoptando además su forma) se debe a la acción de la fuerza de la gravedad sobre ellos.

En una situación de gravedad nula, por ejemplo en las estaciones orbitales (es decir, en caída libre), los líquidos adoptan la forma que minimice su superficie, o sea, la forma esférica. Esto se debe a que los líquidos presentan una propiedad que se denomina tensión superficial, debida a que, si bien en el interior del líquido los átomos y moléculas compensan entre sí las mutuas atracciones, en la superficie de éste existe un predominio de las fuerzas que actúan desde el interior en detrimento de las del exterior, por lo que resulta un efecto total de tracción hacia el interior que obliga a que la superficie del líquido se comporte como si formase una piel tensa. Una prueba de la existencia de dicha tensión superficial nos la brinda un sencillo experimento en el que se sumerge en agua jabonosa un aro metálico, procurando que se forme una película en su interior acto seguido se dispone cuidadosamente un lazo de hilo sobre la película intentando a su vez que esta no se rompa.

Una vez logrado esto se elimina la película abarcada por el hilo, con lo que éste adopta inmediatamente una forma perfectamente circular, o sea, que la película jabonosa exterior se contrae para abarcar la menor superficie posible. Los valores de la tensión superficial son diferente; para los, diversos líquidos, dependiendo de esta  que el líquido en cuestión moje o no la sustancia con la que entra en contacto.

Así, por ejemplo, el mercurio presenta un valor muy alto de tensión superficial, por lo que una gota de mercurio depositada sobre una placa de vidrio adopta una forma abultada y no lo moja.

En cambio, la situación para el agua es diferente, ya que en este caso la adherencia existente entre los átomos y moléculas del agua y el vidrio es capaz de vencer la resistencia de la tensión superficial, por lo que el agua moja el vidrio. Así mismo, si la cohesión interna de un líquido es capaz de vencer la adherencia de éste con la sustancia que le rodea, el líquido adopta una forma que minimiza su superficie (el ejemplo son las gotas esferoides de la lluvia). La interacción entre la adherencia y la cohesión queda patente al comparar dos tubos iguales llenos, respectivamente, con mercurio y agua.

En el primer caso el mercurio muestra un menisco cóncavo, producto de la preponderancia de sus fuerzas de cohesión, mientras que en el segundo el agua origina un menisco convexo, que demuestra el predominio de la adherencia con el vidrio de las paredes del tubo.

Publicado en Ciencias naturales y física