La energía superficial es la energía que existe entre las moléculas superficiales de materiales o sustancias sólidas cuando existe una fuerza de atracción comparable. Las energías bajas a altas, o viceversa, son diferentes. Es imposible medir la energía superficial. Ocurre como resultado de una interacción molécula-molécula. Una membrana estirada se refiere a la superficie libre de un líquido. La superficie, que se conoce como energía libre de superficie, contiene algo de energía potencial en la superficie del líquido. La energía superficial se discutirá en detalle en este artículo.
Energía superficial
El trabajo realizado en la parte exterior de un material cuando los átomos no están unidos a otro átomo en su vecindad inmediata se conoce como energía superficial. Los átomos de cualquier material deben estar unidos a otros átomos para funcionar correctamente. Esto se debe a que los átomos conectados rodean por completo el aspecto físico del material, que permanece constante. Sin embargo, cuando el material llega a la superficie, los enlaces del átomo se rompen y no hay enlaces en la superficie exterior de la sustancia. Energía superficial es el término técnico para esto. Una energía superficial más alta indica que los átomos están más motivados para volver a unirse a los enlaces.
La energía superficial se refiere a la energía potencial extra por unidad de área de la superficie libre de un líquido.
Cuando se estira un resorte, se realiza algo de trabajo sobre él, y el trabajo se almacena como energía potencial, también conocida como energía potencial elástica. No habrá energía potencial si el cuerpo está en su estado intacto. Cuando hablamos de superficies libres de líquidos, sabemos que son membranas estiradas, por lo que la superficie almacenará algo de energía potencial debido a la superficie estirada, que se conoce como energía de superficie o energía libre de superficie porque está solo en la superficie del líquido. .
Joules/m 2 o Newton/metro (N/m) es la unidad SI para la energía superficial.
Fórmula de energía superficial
La energía superficial se calcula utilizando la siguiente fórmula:
Energía Superficial = Trabajo Realizado / Área
E = S × ΔA
Dónde,
- E = Energía superficial,
- S = Tensión Superficial,
- ΔA = Incremento de Área Superficial.
Fórmula dimensional de energía superficial
La fórmula dimensional de la energía superficial es la siguiente: [M 1 L 0 T -2 ].
Las energías superficiales de algunos materiales son las siguientes,
| Material | Energía superficial (julios/m 2 ) |
| Vidrio | 83.4 |
| Guiar | 442 |
| Poliestireno | 40.6 |
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Qué significa energía superficial, por ejemplo?
Respuesta :
El ejemplo del pan es una buena manera de entender la energía superficial. El pan es un material en términos de propiedades físicas y químicas. La mayor parte del material, o el interior, está densamente empaquetado con átomos que están unidos entre sí. El metal y los polietilenos son otros dos materiales que tienen energía superficial. Debido a que los metales son más difíciles de romper, tienen una energía superficial mayor. Los polietilenos, por otro lado, tienen una energía superficial más baja.
Pregunta 2: Si la tensión superficial del agua es 24 × 10 -3 N/m y el aumento del área superficial es 20 m. Encuentre su energía superficial.
Solución:
Dado:
S = 24 × 10 -3 N/m, ΔA = 20 m
Ya que,
E = S × ΔA
∴ E = 24 × 10 -3 × 20
∴ E = 0,480 julios/m 2
Pregunta 3: Encuentre la tensión superficial si la energía superficial es 32 × 10 -3 julios/m 2 y el aumento del área superficial es 12 m.
Solución:
Dado:
E = 32 × 10 -3 Julios/m 2 , ΔA = 12 m
Ya que,
E = S × ΔA
∴ S = E / ΔA
∴ S = 32 × 10 -3 / 12
∴ S = 2,666 × 10 -3 N/m
Pregunta 4: Si la tensión superficial del líquido es de 40 × 10 -3 N/m y el aumento del área superficial es de 12 mm, averigüe cuál es su energía superficial.
Solución:
Dado:
S = 40 × 10 -3 N/m, ΔA = 12 mm = 12 × 10 -3 m
Ya que,
E = S × ΔA
∴ E = 40 × 10 -3 × 12 × 10 -3
∴ E = 0,480 × 10 -3 julios/m 2
Pregunta 5: suponga que la tensión superficial es 9 × 10 -3 N/m y el aumento en el área superficial es 23 m, luego encuentre su energía superficial.
Respuesta :
Dado:
S = 9 × 10 -3 N/m, ΔA = 23 m
Ya que,
E = S × ΔA
∴ mi = 9 × 10 -3 × 23
∴ E = 0,207 julios/m 2
Pregunta 6: Encuentre la energía superficial cuando la tensión superficial es 12 × 10 -3 N/m y el aumento en el área superficial es 31 m.
Responder:
Dado:
S = 12 × 10 -3 N/m, ΔA = 31 m
Ya que,
E = S × ΔA
∴ E = 12 × 10 -3 × 31
∴ E = 0,372 julios/m 2
Pregunta 7: La tensión superficial del agua es 20 × 10 -3 N/m y la energía superficial es 0,121 Joules/m 2 , luego encuentre el aumento en el área superficial.
Respuesta :
Dado:
S = 20 × 10 -3 N/m, E = 0,121 julios/m 2 = 121 × 10 -3 julios/m 2
Ya que,
E = S × ΔA
∴ ΔA = E / S
∴ ΔA = 121 × 10 -3 / 20 × 10 -3
∴ ΔA = 6,05 m
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por swapnilkalyani96 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA