LABORATÓRIO DE FFT - EFEITO DA CAPILARIDADE EM TUBOS DE PEQUENOS DIÂMETROS

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PRÁTICA 4:
EFEITO DE CAPILARIDADE DA ÁGUA EM TUBOS DE 
PEQUENO DIÂMETRO
Celso Luiz Zorzo Filho
Jackeline Santos de Oliveira
Larissa Lorrany Silva
Matheus Vaz Cruvinel
Mylena Tosta Pamplona Silva
Pedro José Trindade Campos
Rafael Diman
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO – UFTM
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas – ICTE
Laboratório de Fundamentos de Fenômenos de Transporte
Uberaba – MG
10/2015
OBJETIVOS
Comparar os dados experimentais e teóricos referentes ao
efeito capilar da água dentro de tubos capilares de vidro.
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INTRODUÇÃO
 Considera-se fluido o material que sofre deformação contínua e irreversivelmente com a aplicação de
uma tensão cisalhante (LIVI, 2004).
 Quando em um tubo de pequeno diâmetro é inserido em um recipiente com água, ele tende a subir
através das paredes do tubo até uma certa altura de equilíbrio. Já, no caso do mercúrio, ele tenderá a
descer. Estes fenômenos são chamados de ascensão e depressão capilar, respectivamente.
 Deste comportamento, diz-se que a água “molha” a parede do tubo e o mercúrio não. Fazendo a análise
através do ângulo formado pelo menisco em relação a parede do tubo é chamado de ângulo de contato
𝛷.
• A elevação ou depressão podem ser calculadas pela seguinte relação:
ℎ =
4𝜏𝑠 cos𝛷
𝛾𝐷
(1)
onde, h é a altura ou depressão, 𝜏𝑠 é coeficiente de tensão superficial, 𝛷 é o ângulo de contato, 𝛾 é o 
peso específico do líquido e D o diâmetro do tubo.
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MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
 Capilares de diferentes tamanhos
 Paquímetro
 Termômetro
 Béquer de 1 L
 Corante (permanganato de potássio)
 Água
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METODOLOGIA
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 DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA ELEVAÇÃO DO LÍQUIDO ANALISADO:
1) o diâmetro dos capilares foi medido usando o paquímetro;
2) o béquer com 1 L foi preenchido com cerca de 400 mL de água e foi adicionado
um pouco de corante;
3) a temperatura da água foi medida utilizando um termômetro;
4) um capilar foi inserido na coluna de água presente no béquer;
5) verificou-se a elevação de água até a estabilização;
6) a altura referente a ascensão de água, em relação ao nível de água no béquer,
foi medida.
O mesmo procedimento foi realizado três vezes.
METODOLOGIA
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 CÁLCULO DA ELEVAÇÃO TEÓRICA:
A elevação teórica da água foi calculada para pequenos capilares de
vidro utilizando a Equação (1). O ângulo de contato entre a superfície do
líquido e a parede do capilar foi adotado como 0º.
METODOLOGIA
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 DETERMINAÇÃO DO ERRO EXPERIMENTAL:
O erro padrão foi determinado experimental a Equação (2).
𝑃𝐸 % =
100
𝑛
 
𝑖=1
𝑛
|ℎ𝑒𝑥𝑝,𝑖 − ℎ𝑝𝑟𝑒𝑑,𝑖|
ℎ𝑒𝑥𝑝,𝑖
(2)
onde, 𝑃𝐸 é o erro padrão, 𝑛 é o número de pares de dados recolhidos, ℎ𝑒𝑥𝑝 e
ℎ𝑝𝑟𝑒𝑑 as elevações experimental e predita, respectivamente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Diâmetro do
capilar (cm)
h Experimental (cm) h Teórica 
(cm)
Erro Padrão 
(%)Medida 1 Medida 2 Medida 3 Média
0,100 1,305 1,316 1,282 1,3010 2,9446 42,1115
0,212 1,114 1,182 1,176 1,1573 1,3890 6,6715
0,345 0,638 0,662 0,610 0,6367 0,8535 11,3531
Tabela 1 – Dados experimentais
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
h Teórica (m) h Experimental Média (m)
0,02945 0,0130
0,01389 0,0116
0,00854 0,0064
Tabela 2 – Ascensão teórica e experimental
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
 Comparação dos valores de ascensão teórica e experimental 
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
 Justificativa para o fenômeno de ascensão que ocorre para a água em
capilares de vidro e o fenômeno de depressão ocorre para o mercúrio
Fonte: Fundamentos da Física, 2010
Figura 1 - Fenômenos da Ascensão e Depressão em Capilares
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
 Justificativa para o fenômeno de ascensão que ocorre para a água em
capilares de vidro e o fenômeno de depressão ocorre para o mercúrio
O fenômeno de ascensão da água em capilares de vidro é explicado pelas
forças de adesão entre as moléculas do vidro e da água, que é maior do que a
força de coesão entre as próprias moléculas de água. Dessa forma, a água
adere ao tubo de vidro (“molha o vidro”), formando uma pequena película de
curvatura côncava (USP, 2000).
Já no caso do mercúrio, a força de adesão entre as moléculas do vidro e da
água é menor do que a força de coesão entre as moléculas de água. Assim, o
mercúrio não adere ao tubo de vidro (“não molha o vidro”), formando uma
pequena película de curvatura convexa (Fundamentos da Física, 2010).
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CONCLUSÃO
Conclui-se, a partir dos resultados obtidos, que o efeito da capilaridade se
faz mais presente em tubos de menores diâmetros se comparado aos tubos
de maiores diâmetros. Por outro lado, verificou-se que esse fenômeno está
intimamente associado a forças de coesão e adesão existentes entre os
corpos presentes no sistema em estudo. Por fim, a diferença entre a altura
visualizada experimentalmente e a teórica deve-se ao fato de que o ângulo
de contato foi escolhido como sendo igual a 0°.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FUNDAMENTOS DA FÍSICA. Força de coesão e força de adesão, 2010. Disponível em:
<http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2010/09/leituras-do-blog_24.html>. Acesso em: 20
set. 2015.
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Capilaridade, 2000. Capítulo 7. Disponível em
<http://www.leb.esalq.usp.br/au las/lce20 0/Cap7.pdf>. Acesso em: 20 set. 2015.
BERTOLO. Tensão superficial da água à 25°C: Tensão superficial. Disponível em: <http://www.bertolo
.pro.br/Biofisica/Fluidos/surten.htm>. Acesso em: 24 set. 2015.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPO GRANDE. Massa específica da água à 25°C: Propriedades da água.
Disponível em: <http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/A gua02.html>. Acesso em: 24 set. 2015.
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