Tenso Superficial da gua

As molculas que esto na superfcie da gua s so atradas por molculas abaixo e ao lado delas, criando uma pelcula elstica na superfcie chamada de tenso superficial.O fenmeno de tenso superficial da gua explica por que alguns insetos so capazes de andar sobre sua superfcieA gua uma substncia que possui inmeras propriedades interessantes que beneficiam muito a vida, sendo que uma delas a suatenso superficial.Atenso superficial da gua resultado dasligaes de hidrognio, que so foras intermoleculares causadas pela atrao dos hidrognios de determinadas molculas de gua (que so os polos positivos (H+)) com os oxignios das molculas vizinhas (que so os polos negativos (O-)).No entanto, a fora de atrao das molculasna superfcie da gua diferente da fora que ocorre entre as molculasabaixo da superfcie. Isso ocorre porque essas ltimas apresentam atrao por outras molculas de gua em todas as direes: para cima, para baixo, para a esquerda, para a direita, para a frente e para trs. Isso significa que elas se atraem mutuamente com a mesma fora.J no que dizem respeito s molculas da superfcie, elas no apresentam molculas acima delas, portanto suas ligaes de hidrognio se restringem s molculas ao lado e abaixo. Essa desigualdade de atraes na superfcie cria uma fora sobre essas molculas e provoca a contrao do lquido, causando a chamada tenso superficial, que funciona como uma fina camada, pelcula, ou como se fosse uma fina membrana elstica na superfcie da gua.

A tenso superficial da gua a mais alta de todos os lquidos, igual a 7,2 . 109N. m-1.Isso explica vrios fenmenos. Dentre eles, os principais so: A forma esfrica das gotas de gua:

Fenmeno do orvalho que se forma nas folhas. Alguns insetos podem andar sobre a gua.Inclusive, nos lagos, existem duas comunidades de microrganismos: os nustons, que so bactrias, fungos e algas; e os plustons, formados por plantas superiores e alguns animais pequenos, como larvas e crustceos. Essas comunidades so sustentadadas pela tenso superficial da gua. Esse fenmeno explica tambm por queobjetos pequenos, como lminas de barbear e clipes (que so feitos de ao e, que, portanto, possuem uma densidade aproximada de 8 g/cm3),no afundam quando colocados horizontalmente sobre a gua.

esse fenmeno mostra como a tenso superficial da gua consegue segurar u clips.

Essa fora de atrao entre as molculas permite que haja um fenmeno chamado detenso superficial, que pode ser verificado na superfcie de separao entre dois fluidos no miscveis. Mas ela depende na natura desses compostos e da temperatura domeio. No caso da gua, como se houvesse um filme de gua na superfcie, por isso alguns insetos conseguem pousar sobre a gua sem afundar. A gua possui uma tenso superficial maior que dos outros lquidos.Vamos considerar uma pequena variao A na rea da superfcie livre de um lquido a temperatura constante. Escrevemos, ento, para a energia W associada ao trabalho que as demais molculas realizam sobre aquelas que provocam essa variao: W = A Esta expresso define , o coeficiente de tenso superficial do lquido. Esse coeficiente est associado s propriedades da camada superficial do lquido em questo. A tabela a seguir mostra alguns valores do coeficiente de tenso superficial para lquidos em contato com o ar. SubstnciaTemperatura(oC) (102 N/m)

lcool Etlico202,3

Acetona202,4

Benzeno202,9

leo de Oliva203,3

Glicerina205,9

gua606,6

gua207,3

gua07,6

Mercrio2046,5

Quando existe passagem de molculas do interior do lquido para a camada superficial, a energia associada ao trabalho que as demais molculas realizam sobre elas negativa. Por isso, as molculas da camada superficial tm energia potencial maior do que as molculas do interior do lquido. Por outro lado, dentre todos os possveis estados de equilbrio compatveis com as restries que lhe so impostas, um sistema est naquele estado para o qual a energia mnima.

Coeso e Adeso da gua

CoesoAs molculas de gua esto unidas atravs daspontes de hidrognio. Essa unio entre as molculas chamada decoeso.Coeso acapacidadeque uma substncia tem de permanecer unida, resistindo separao. Podemos observar essa coeso em uma gota de gua sobre uma superfcie, formando uma espcie de pelcula resistente, pois as molculas esto fortemente aderidas umas s outras.

Coeso da gua. Foto:.

Tenso superficial da gua. Foto: AdesoAlm das foras de coeso, a gua tambm pode se aderir outras molculas. Isso pode ocorrer graas sua polaridade. A gua tende a atrair e ser atrada por outras molculas polares. Essa atrao entre as molculas de gua e outras molculas polares chamada de adeso.As molculas de gua no se ligam com molculas apolares, ou seja, no h adeso. Por isso ela no se distribui igualmente sobre uma superfcie encerada, e forma gotculas separadas sobre elas, pois acera apolar.

b) Coeso E a propriedade que permite s molculas fluidas resistirem a pequenos esforos de tenso. A formao da gota d'gua devida coeso. um fenmeno eletroqumico c) Adeso Quando atrao exercida sobre molculas lquidas pelas molculas de um slido maior que a atrao eletroqumica existente entre as molculas do lquido (coeso) ocorre a adeso do lquido s paredes do slido. A gua tem maior adeso que coeso por isto o menisco em um tubo de pequeno dimetro (1 cm, por exemplo) perfeitamente visvel como ascendente do centro para a periferia; o contrrio ocorre com o mercrio cuja adeso e menor que a coeso.

Muitas pessoas fora da rea tcnica de engenharia civil desconhecem as diferenas entre pavimentos e asfaltos. Quando falamos de problemas no asfalto, significa que a camada superior j est desgastada pelas aes do tempo ou pelo intenso fluxo de veculos. Em relao a problemas na pavimentao, pode-se dizer que as camadas subsuperficiais apresentam algum tipo de falha estrutural ou funcional (que tambm podem levar a problemas no asfalto). Nesta matria, voc ir compreender as principais caractersticas de cada um.

Pavimentao asfltica O pavimento consiste em uma camada desenvolvida com um ou mais materiais, disposta sobre o terreno natural ou terraplenado. Tem o intuito de aumentar a resistncia deste terreno e permitir a circulao de carros e pessoas por uma via.Os materiais escolhidos durante a pavimentao devem ser avaliados pela capacidade de drenagem, ou seja, em absorver a gua no interior de suas estruturas. Outra questo importante a criao de um sistema de drenagem subsuperficial para evitar danos como bombeamento, desagregao e diminuio da resistncia no cisalhamento dos materiais.Entre os principais problemas que atingem os pavimentos esto a infiltrao, que causa danos na estrutura e reduzem a vida til destas construes, e a capilaridade, que ocorre devido ao da tenso superficial nos vazios do solo acima da linha de saturao. Confira abaixo uma imagem retirada da obra Drenagem Subsuperficial de Pavimentos com os tipos de infiltrao que ocorrem na estrutura:

Os principais efeitos danosos que a falta de manuteno e drenagem nestes pavimentos provocam em rodovias so a reduo na resistncia dos materiais granulares, o bombeamento nos pavimentos de concreto com consequente formao de vazios, o bombeamento dos finos da base granular dos pavimentos flexveis pela perda de suporte da fundao, desempenho insatisfatrio dos solos expansivos e trincamento dos revestimentos. Veja abaixo um exemplo retirado do Drenagem Subsuperficial de Pavimentos.

Asfalto (e pavimentao asfltica)O asfalto uma misturaespessa de materiais aglutinantes e estrutura slida, constitudo de misturas complexas dehidrocarbonetosno volteis de elevadamassa molecular. Ele pode ser amolecido com temperaturas entre 150C e 200C e tem propriedades isolantes e adesivas. Junto a um agregado mineral, funciona como agente cimentante e une as partculas que so necessrias para transmitir a carga aplicada pela roda dos veculos. aplicado em espaos urbanos em um processo conhecido como pavimentao asfltica.Cada um dos agregados escolhidos para utilizar na pavimentao asfltica classificado segundo a natureza e distribuio dos gros, que variam conforme o ambiente no qual sero aplicados. Os asfaltos, assim como os pavimentos, tambm exigem manuteno constante para evitar o surgimento de problemas, que vo desde buracos at danos maiores nas estruturas.Voc sabia?

Que embora a maioria das ruas e rodovias tenham o asfalto cinza, j existem locais que utilizam asfaltos coloridos com o intuito de dar mais vida para as cidades?Um exemplo brasileiro a Estrada Dona Castorina, no Mirante do Horto (RJ), que foi a primeira via da cidade a receber um tipo de asfalto colorido. Segundo a prefeitura da cidade, o verde foi escolhido para harmonizar com o ambiente de floresta.Outra vantagem deste asfalto que, alm de embelezar o ambiente, ecologicamente correto: a aplicao feita com temperatura abaixo de 140 graus, reduzindo as emisses de gases durante o processo. O material tambm absorve menos calor, aumentando a sua durabilidade para 10 anos.

O CONCRETOO Concreto basicamente o resultado da mistura de cimento, gua, pedra e areia, sendo que o cimento ao ser hidratado pela gua, forma uma pasta resistente e aderente aos fragmentos de agregados (pedra e areia), formando um bloco monoltico.A proporo entre todos os materiais que fazem parte do concreto tambm conhecida por dosagem ou trao, sendo que podemos obter concretos com caractersticas especiais, ao acrescentarmos mistura, aditivos, isopor, pigmentos, fibras ou outros tipos de adies.

Cada material a ser utilizado na dosagem deve ser analisado previamente em laboratrio (conforme normas da ABNT), a fim de verificar a qualidade e para se obter os dados necessrios elaborao do trao (massa especfica, granulometria, etc.).

Outro ponto de destaque no preparo do concreto o cuidado que se deve ter com a qualidade e a quantidade da gua utilizada, pois ela a responsvel por ativar a reao qumica que transforma o cimento em uma pasta aglomerante. Se sua quantidade for muito pequena, a reao no ocorrer por completo e se for superior a ideal, a resistncia diminuir em funo dos poros que ocorrero quando este excesso evaporar.A relao entre o peso da gua e do cimento utilizados na dosagem, chamada de fator gua/cimento (a/c).O concreto deve ter uma boa distribuio granulomtrica a fim de preencher todos os vazios, pois a porosidade por sua vez tem influncia na permeabilidade e na resistncia das estruturas de concreto.

Tipos de Fluxos e EscoamentosOsescoamentosoufluxos dos fluidosesto sujeitos a determinadas condies gerais, princpios e leis da dinmica e teoria da turbulncia.Abaixo esto listados os principais tipos de fluxos, que podem ser: laminar, turbulento, unidimensional, bidimensional, rotacional, irrotacional, permanente, varivel, uniforme, variado, livre, forado entre outros.

Fluxo laminarOcorre quando as partculas de um fluido movem-se ao longo detrajetriasbem definidas, apresentando lminas ou camadas (da o nome laminar) cada uma delas preservando sua caracterstica no meio. No escoamento laminar a viscosidade age no fluido no sentido de amortecer a tendncia de surgimento da turbulncia. Este escoamento ocorre geralmente a baixas velocidades e em fludos que apresentem grande viscosidade.

Escoamento turbulentoOcorre quando as partculas de um fluido no movem-se ao longo de trajetrias bem definidas, ou seja as partculas descrevem trajetrias irregulares, commovimentoaleatrio, produzindo uma transferncia de quantidade de movimento entre regies de massa lquida. Este escoamento comum na gua, cuja a viscosidade e relativamente baixa. Escoamento unidimensionalEscoamento cujas propriedades (velocidade, massa especfica, presso etc...), so funesexclusivasde uma nica coordenada espacial e do tempo, ou seja, so representadas em funo de valores mdios da seo.Escoamento bidimensionalOcorre quando as partculas de um fluido escoam em planos paralelos e seguindo trajetrias idnticas, no havendo escoamento na direo normal aos planos.Escoamento rotacionalOcorre quando as partculas de um fluido, numa certa regio, apresentarem rotao em relao a um eixo qualquer. O escoamento rotacional tambm denominado de vorticoso.Escoamento irrotacionalOcorre quando as partculas de um fluido, numa certa regio, no apresentarem rotao em relao a um eixo qualquer.Escoamento permanenteQuando as propriedades de um fludo em cadapontodo mesmo, no variarem no tempo.Escoamento varivelTambm conhecido como escoamento no permanente, ocorrequando as propriedades de um fludo em cada ponto do mesmo, apresentarem variaes no tempo.Escoamento uniformeUm escoamento considerado uniforme quando todas as sees transversais de um dado conduto, forem iguais e a velocidade mdia, em todas as sees, em um determinado instante, for a mesma. Em outras palavras, escoamento uniforme aquele no qual o vetor velocidade, tem suas caractersticas(mdulo, direo, sentido) iguais em todos os pontos do fluido.Escoamento variadoAquele no qual o vetor velocidade, apresenta caractersticas (mdulo, direo, sentido), distintas nos pontos do fluido.Escoamento livreOcorre quando todas as sees transversais de um lquido estiver em contato com a atmosfera. Esta situao se verifica em rios, crregos entre outros. Este escoamento se necessariamente pela ao da gravidade. Tambm conhecido como escoamento em superfcie livre.Escoamento foradoOcorre no interior de tubulaes, ocupando toda sua rea geomtrica, no apresentando contato com o ambiente externo. A presso que o liquido exerce na tubulao diferente da presso atmosfrica. Este escoamento se da por ao gravitacional ou atravs de bombeamento.Referncias bibliogrficas: