Forze di adesione

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Gabrieleci

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Salve. La mia domanda è la seguente: Se ho due vetrini da microscopio,quelli rettangolari e sottili e pongo tra loro una goccia d'acqua e li sovrappongo,l'energia che utilizzerò per separarli facendolo strisciare l'uno sull'altro(dato che staccarli in maniera frontale è quasi impossibile),dicevo,l'energia che applico per sfilarli,si trasformerà tutta in calore, o una parte servirà per contrastare le forze di adesione molecolari fra l'acqua e il vetrino? Grazie in anticipo se qualcuno mi risponderà.

Gabry
 
Le forze di adesione sono la risultante di tutte quelle forze che interagiscono a livello molecolare tra molecole diverse e in particolare delle forze di Van der Waals (dette anche forze di London) tra molecole non polari (ad es., quelle della benzina) e delle interazioni ioniche tra metalli e non-metalli :sisilui:
Queste forze fanno sì che, sulla superficie di separazione tra un solido ed un fluido, possa generarsi uno stato di "tensione superficiale".
D'altra parte tra molecole uguali che si attraggono tra loro esistono delle forze di "coesione".
Ora, se la risultante delle forze di adesione è minore della forza di coesione, come ad esempio nel caso del mercurio dentro un tubo di vetro, si verifica il fenomeno della "capillarità" e cioè il livello del fluido, in questo caso del mercurio, all'interno dei capillari comunicanti diminuisce al diminuire della sezione dei capillari stessi.
Viceversa, se le forze di adesione fossero maggiori di quelle di coesione, come nel caso dell'acqua nel vetro, si avrebbe la risalita dell'acqua nel capillare.
Se si potesse sfruttare tale fenomeno per aumentare il livello del volume d'acqua e poi farla ricadere nello stesso punto da cui è iniziata la risalita senza fornire energia dall'esterno, avremmo ottenuto il cosiddetto "moto perpetuo" :asd:
Ma il moto perpetuo, purtroppo, non esiste :nono:
 
Grazie per la risposta anche se non ho tolto il mio dubbio. Tuttavia avrei un'altra domanda riguardo la tensione superficiale.La domanda e' la seguente. Avendo un vetrino molto sottile di forma per esempio rettangolare e volessi immergerlo nell'acqua dal lato piatto,di certo avrei che la tensione superficiale si opporra' all'affondamento del vetrino. Questa energia in piu' che devo usare per superare la tensione superficiale,verra' poi restituita dal liquido al liquido stesso? Cioe',avra' il liquido accumulato l'energia per vincere la barriera per poi restituirla sottoforma di movimento del liquido?

Gabriele
 
gronag ha detto:
Le forze di adesione sono la risultante di tutte quelle forze che interagiscono a livello molecolare tra molecole diverse e in particolare delle forze di Van der Waals (dette anche forze di London) tra molecole non polari (ad es., quelle della benzina) e delle interazioni ioniche tra metalli e non-metalli :sisilui:
Queste forze fanno sì che, sulla superficie di separazione tra un solido ed un fluido, possa generarsi uno stato di "tensione superficiale".
D'altra parte tra molecole uguali che si attraggono tra loro esistono delle forze di "coesione".
Ora, se la risultante delle forze di adesione è minore della forza di coesione, come ad esempio nel caso del mercurio dentro un tubo di vetro, si verifica il fenomeno della "capillarità" e cioè il livello del fluido, in questo caso del mercurio, all'interno dei capillari comunicanti diminuisce al diminuire della sezione dei capillari stessi.
Viceversa, se le forze di adesione fossero maggiori di quelle di coesione, come nel caso dell'acqua nel vetro, si avrebbe la risalita dell'acqua nel capillare.
Se si potesse sfruttare tale fenomeno per aumentare il livello del volume d'acqua e poi farla ricadere nello stesso punto da cui è iniziata la risalita senza fornire energia dall'esterno, avremmo ottenuto il cosiddetto "moto perpetuo" :asd:
Ma il moto perpetuo, purtroppo, non esiste :nono:
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Cicerone_busto.jpg
...:inchino:
 
E riguardo alla tensione superficiale? Il liquido accumula un'energia potenziale(che poi rilascia?) dovuta al solido che cerca di immergersi oppure no? Grazie
 
Gabrieleci ha detto:
Grazie per la risposta anche se non ho tolto il mio dubbio. Tuttavia avrei un'altra domanda riguardo la tensione superficiale.La domanda e' la seguente. Avendo un vetrino molto sottile di forma per esempio rettangolare e volessi immergerlo nell'acqua dal lato piatto,di certo avrei che la tensione superficiale si opporra' all'affondamento del vetrino. Questa energia in piu' che devo usare per superare la tensione superficiale,verra' poi restituita dal liquido al liquido stesso? Cioe',avra' il liquido accumulato l'energia per vincere la barriera per poi restituirla sottoforma di movimento del liquido?

Gabriele
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nel momento in cui le molecole si muovono più velocemente aumenta anche l'energia del fluido.
Non capisco cosa intendi con energia potenziale, in particolare non capisco la parte in grassetto..
 
Saprai bene che se osserviamo un corpo che è diciamo così un pò immerso nel liquido ma non ha ancora rotto la tensione superficiale,la forza che si oppone al suo affondamento,diciamo la spinta di archimede,è maggiore di quanto non fosse se si trovasse alla stessa quota dal pelo libero del liquido ma con la tensione superficiale infranta. Cioè vi è uno sbalzo di forza che spinge verso l'alto dal momento in cui si rompe la tensione superficiale del liquido. Mi piacerebbe sapere se questa Energia in più che ho usato per rompere la tensione superficiale venga poi restituita dal liquido sottoforma di movimento,cioè quindi poter teoricamente riattingere l'energia in più che ho usato per rompere la tensione superficiale.
 
Innanzitutto bisogna che tu rilegga quello che scrivi, dato che si fa fatica ad interpretare.

Su wikipedia si può trovare un paragrafo in cui parla della correlazione tra temperatura e tensione superficiale. Aumentando la T sarà necessario un peso minore per vincere la tensione superficiale. Certamente non basterà far cadere un vetrino per osservare un cambiamento apprezzabile. Neanche 2 :)
 
Si fà fatica a interpretare perchè per me è difficile da spiegare! E penso per chiunque con una cultura media. Sebbene a me piacciano i problemi. Cerco di farti capire meglio. Avendo a disposizione di un'ipotetico solido pseudo-bidimensionale,quindi con un bordo molto molto MOLTO sottile,e lo immergessi dal lato piatto,nonstante il suo volume fosse pari a circa 0 necessiterei di una forza molto grande,se la sua superficie fosse grande, per vincere la tensione superficiale. Quando il suo bordo si troverà sotto il pelo dell'acqua, e rompessi la tensione superficiale,il liquido immagino restituirà l'energia potenziale accumulata dalle molecole superficiali...o mi sbaglio? Se la spinta di archimede fosse ipoteticamente 0,avrei comunque bisogno di un'energia più grande per immergerlo. Il liquido poi restituirebbe questa energia in più utilizzata? Così è meglio? :) Grazie
 
cosa significa "il liquido restituisce"?
allora, il vetrino ha rotto la superficie ed è immerso nell'acqua. ora che può succedere? non capisco proprio..
 
La mia domanda era solo inerente l'energia necessaria per rompere la tensione superficiale. Sono curioso di sapere se l'energia che si deve usare per rompere tale barriera viene assorbita dal liquido,oppure il liquido la reintroduce nel ambiente sottoforma di energia cinetica(quindi movimento del liquido che si riassesta in superficie). Avevo un'idea un pò particolare. E mi domandavo anche: la tensione superficiale è presente anche quando cerco di far emergere un solido da sotto la superficie? L'energia necessaria per rompere la tensione superficiale da sopra il liquido è uguale a quella che uso per romperla da sotto quindi a partire dal liquido?

La mia idea riguarda la forza di adesione ma andiamo per gradi. Prima dovrei risolvere queste questioni... :)

Poi partendo dal principio che il moto perpetuo di prima specie è impossibile,questa dovrebbe essere solo una discussione per togliermi dei dubbi.
 
Ultima modifica:
sì l'energia che utilizzi per rompere la tensione sup viene "assorbita" dal liquido sottoforma di energia cinetica, ossia agitazione termica.
la tens sup è un fenomeno che si manifesta sulla suoerficie di contatto, se il vetrino è immerso c'è tens sup sia sulla superficie superiore che su quella inferiore.

ora è difficile capire come tu possa ricondurre questo fenomeno al moto perpetuo
 
Beh,la mia idea è forse sciocca. Io me la immaginavo così: sai bene che se un capillare viene immerso in piccola parte in un liquido come l'acqua,la forza di adesione e quella di coesione faranno salire l'acqua su per il tubicino. Il capillare aumenterà inevitabilmente il suo peso poichè l'acqua scarichera la forza verticale sui bordi del capillare. Mi è stato fatto notare anche che il "sollevamento" del liquido in questione avviene anche all'esterno del tubicino,per la stessa quantità,ma in maniera più diffusa.

Dopo questa piccola premessa ti svelo la mia idea. Partendo con l'avere un liquido come il mercurio (per semplicità...una semplicità che adesso non è fondamentale da spiegare) sappiamo che l'adesione del mercurio sull'ipotetico capillare di vetro sarà opposta a quella del vetro e dell'acqua,ovvero il menisco sarà verso il basso. Supponendo di avere un parallelepipedo di vetro di dimensioni per esempio 1cmx10cmx10cm abbiamo che le forze di adesione che si svilupperebbero nel caso volessi immergerlo nel mercurio dalla parte piatta,sarebbero circa 10 volte più piccole di quanto avrei se lo immergessi dal lato lungo;questo perchè il bordo sarebbe diverso (10x1+10x1+10x1+10x1 contro 10x10 +10x10 +10x1+10x1).
Se facessi poi ruotare all'interno del mercurio il parallelepipedo di vetro per farlo poi uscire dal lato lungo ,non avrei una FxS maggiore?

Questo è quanto avevo pensato...che ne pensi?
 
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