¿Qué es la tensión superficial?
La tensión superficial (\(\gamma\)) es la fuerza de cohesión por unidad de longitud que actúa en la superficie de un líquido y hace que se comporte como una membrana elástica tensada. Es lo que permite que pequeños insectos caminen sobre el agua y que las gotas adopten forma esférica. Esta calculadora determina la tensión superficial a partir de la clásica medición tipo Wilhelmy o de anillo de Du Noüy, en la que una fuerza conocida tira de una película de líquido adherida a un hilo o placa de longitud \(L\).
La fórmula al detalle
La ecuación de trabajo es $$\gamma = \frac{\text{Force (N)}}{2 \times \text{Wetted Length (m)}}$$ Aquí \(F\) es la fuerza máxima (en newtons) necesaria para despegar la película de líquido del hilo, y \(L\) es la longitud mojada (en metros). El factor 2 aparece porque una lámina del tipo película de jabón tiene dos superficies —una delantera y otra trasera—, y ambas tiran del hilo. El resultado se expresa en newtons por metro (N/m); al multiplicar por 1000 se obtienen los más habituales milinewtons por metro (mN/m), la unidad que aparece en las tablas de propiedades de los líquidos.
Cómo usar esta calculadora
Introduce la fuerza medida en newtons y la longitud mojada del hilo o la placa en metros, y obtendrás la tensión superficial. Por ejemplo, el agua a temperatura ambiente tiene una tensión superficial cercana a 0,072 N/m (72 mN/m).
Ejemplo resuelto
Supongamos un hilo con una longitud mojada de \(L = 0{,}5\ \text{m}\) que sostiene una película de líquido con una fuerza medida de \(F = 0{,}072\ \text{N}\). Entonces $$\gamma = \frac{0{,}072}{2 \times 0{,}5} = \frac{0{,}072}{1} = 0{,}072\ \text{N/m},$$ es decir, 72 mN/m, un valor coherente con el del agua pura.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se divide entre \(2L\) y no entre \(L\)? Una película libre de líquido abarca el hilo con dos superficies, así que la longitud total de contacto es el doble de la longitud del hilo.
¿Qué unidades debo usar? La fuerza en newtons y la longitud en metros dan \(\gamma\) en N/m. La calculadora también muestra el resultado en mN/m para mayor comodidad.
¿Influye la temperatura? Sí: la tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura, por lo que conviene indicar la temperatura junto a cualquier medición.
