UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS “FRANCISCO GARCÍA SALINAS” ÁREA DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA I INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE HIDRÁULICA I PRÁCTICA 2: CAPILARIDAD INSTRUCTOR: DR. FRANCISCO AGUILAR ORTEGA GUSTAVO ANGEL MORQUECHO CORTEZ 27/02/2020 PRÁCTICA 2: CAPILARIDAD Objetivo Observar los efectos de la elevación capilar de un liquido debido a la tensión superficial entre dos placas planas en función de la separación entre ellas. Introducción Recibe el nombre de tubo capilar, aquel tubo cuyo diámetro interior es reducido. Si dicho tubo es sumergido dentro de un líquido se produce una elevación o depresión del líquido por el interior del tubo, dicho fenómeno recibe el nombre de elevación o depresión capilar, la cual se explica gracias a la cohesión intermolecular del propio fluido, además de la adhesión entre moléculas del líquido y de solido que están en contacto con él, dando el lugar a una fuerza que actúa sobre el propio fluido conocida como tención superficial, (denotada por alfa) la cual a su vez produce la elevación o depresión ya mencionada. Marco teórico La capilaridad es la cualidad que posee una sustancia de absorber a otra. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares del líquido. Esto causa que el menisco tenga una forma cóncava cuando el líquido está en contacto con una superficie vertical. En este caso un tubo delgado, este succiona un líquido incluso en contra de las fuerzas de la gravedad. Este es el mismo efecto que causa que materiales porosos absorban líquidos. Un aparato comúnmente empleado para demostrar la capilaridad es el tubo capilar; cuando la parte inferior de un tubo se coloca verticalmente en contacto con un líquido como el agua, se forma un menisco cóncavo; la tensión superficial succiona la columna liquida hacia arriba hasta que el peso del líquido se suficiente para que la fuerza de gravedad se equilibre con las fuerzas intermoleculares. El peso de la columna liquida es proporcional al cuadro del diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto succionara el líquido más arriba que un tubo ancho. Así un tubo de vidrio de 0.1mmde diámetro levantara una columna de agua de 30 cm. Cuanto más pequeño es el diámetro del tubo capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada. En capilares de 1 micrómetro de radio con una presión de succión de 1.5*103hPa (hectopascal)= hPa= 1.5atm, corresponde a una altura de la columna de agua de 14 a 15 m. Material y equipo Aparato de capilaridad de placas paralelas Alambre delgado Termómetro Agua Desarrollo 1. Limpie las placas y coloque en un extremo, entre ellas el alambre delgado. 2. Llénese el aparato de capilaridad con el agua. 3. Coloque las placas sobre el soporte del aparato capilar 4. Anotar las observaciones Resultados Preguntas I. Mencione y explique algunos fenómenos relacionados con la elevación capilar que ocurra en la naturaleza. La capilaridad es un fenómeno fácilmente identificado en la naturaleza pues se da en: los tallos de las plantas cuando el agua sube cuando el agua sube por el cabello cuando el papel absorbe la tinta del lapicero al colocarse perfume y la piel lo absorbe cuando el agua sube por los poros de las cimentaciones o paredes y se manifiesta en la superficie II. III. IV. Si se coloca mercurio en lugar de agua se tendrá una depresión capilar. ¿Cuál es la explicación física de este fenómeno? Si sumergimos un pequeño tubo, el líquido se elevará en el tubo si este moja el tubo, es decir que las fuerzas de cohesión que existen entre las partículas del líquido con las del tubo son más grandes que las fuerzas de atracción entre las partículas del líquido solamente. Por otro lado, si el líquido no moja el tubo, es decir cuando las fuerzas de atracción son más fuerzas que las de cohesión, En el Mercurio, la columna de líquido descenderá. A este fenómeno se denomina efecto capilar, este es un efecto causado por la tensión superficial. ¿Cuál es la diferencia entre la porosidad, absorción y la elevación capilar? La diferencia más apreciable es que, la porosidad son huecos, de esto depende la capilaridad y la absorción, pues en la absorción hay perdida notable de agua, mientras que en la capilaridad no es apreciable la disminución de humedad. Las 5 presas de almacenamiento más grande de Zacatecas Los principales cuerpos de agua presentes en el estado son: Presa El Chique, Presa Gobernador Leobardo Reynoso (Trujillo), Presa Miguel Alemán (Excamé), Presa Ing. Julián Adame Alatorre (Tayahua), Presa Ramón López Velarde (Boca del Tesorero), Presa El Cazadero, Presa Los Moraleños, Presa Batalla de Zacatecas (Las Agujas), Presa Achoquen, Presa Lic. José López Portillo (Tenayuca), Presa Santa Rosa, Laguna El Pedernalillo, Lago de San Juan de los Ahorcados Conclusiones Se pudo observar el fenómeno de la capilaridad, el cual está estrechamente relacionado con la tensión superficial, pues la cohesión de las moléculas facilita la elevación del liquido por tubos pequeños por la causa mencionada. La pared se moja debido a que las fuerzas moleculares de la pared son mayores a la del liquido, debido a esta propiedad el liquido asciende por el cristal formando una curva dando origen al menisco y manifestando la capilaridad. Ante esta situación el ingeniero debe proponer soluciones, que en base al estudio minucioso de la capilaridad y de la mano con otras disciplinas, que disminuyan la capilaridad o de ser posible erradicarla para estos casos Fuentes: https://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridad https://ingenieriareal.com/factores-capilaridad-construccion/ https://www.cuevadelcivil.com/2010/12/capilaridad.html https://www.paratodomexico.com/estados-de-mexico/estadozacatecas/hidrologia-zacatecas.html
