Questões de Concurso

Em um experimento de laboratório, um tubo capilar de vidro com raio interno r = 0,5 mm é inserido verticalmente em um recipiente contendo água a 20°C. A altura h que a água sobe no capilar é medida. Em seguida, o mesmo experimento é repetido, mas desta vez a água do recipiente está a 80°C.

Dados: Tensão superficial da água a 20°C: γ₁ = 72,8 mN/m; a 80°C: γ₂ = 62,6 mN/m Ângulo de contato água-vidro: θ ≈ 0° (molhamento completo) Densidade da água a 20°C: ρ₁ = 998 kg/m³; a 80°C: ρ₂ = 972 kg/m³

Sobre os resultados deste experimento, um professor de Física deve compreender que:

(a)

a altura capilar a 80°C será aproximadamente 25% menor que a 20°C, devido exclusivamente à redução da tensão superficial com o aumento da temperatura.

(b)

a altura capilar a 80°C será aproximadamente 13% menor que a 20°C, resultado da combinação entre diminuição da tensão superficial e diminuição da densidade da água

(c)

a altura capilar permanecerá praticamente constante, pois a diminuição da tensão superficial é compensada pela diminuição da densidade, mantendo a razão γ/ρ aproximadamente constante

(d)

a altura capilar a 80°C será maior que a 20°C, porque a diminuição da viscosidade facilita a ascensão da água no tubo capilar.

(e)

a altura capilar a 80°C será significativamente menor devido ao aumento da pressão de vapor, que reduz o efeito da tensão superficial no menisco.