Dois substratos de vidro, do tipo comumente utilizado na fabricação de janelas, foram limpos e secos. Nas condições ambientes, depositaram-se cuidadosamente uma gota
de mercúrio sobre um dos substratos e uma gota
) de água sobre o outro substrato. Justifique a razão de eventuais diferenças nos formatos das gotas dos líquidos depositadas sobre cada um dos substratos de vidro.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está rolando aqui. A gente tem dois substratos de vidro, que basicamente são aquelas vidrinhas usadas em janelas, que foram limpos e secos. Agora, a gente deposita uma gota de mercúrio e uma gota de água, ambas com o mesmo volume de 0,05 mL, em cada substrato. A questão quer saber por que as gotas de mercúrio e de água ficam com formatos diferentes quando colocadas sobre o vidro.
Para resolver isso, a gente vai precisar entender alguns conceitos de física e química, principalmente sobre tensão superficial e ânngulo de contato. Esses conceitos vão nos ajudar a explicar como cada líquido interage com a superfície do vidro, resultando em formatos diferentes das gotas.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre tensão superficial. Tensão superficial é a força que faz com que a superfície de um líquido aja como uma membrana esticada. Ela é responsável por dar forma às gotas. A tensão superficial depende das ligações entre as moléculas do líquido.
A água tem uma tensão superficial relativamente alta devido às fortes ligações de hidrogênio entre suas moléculas. Já o mercúrio tem uma tensão superficial ainda maior, porque as ligações entre suas moléculas são muito fortes.
Passo 3
Agora, vamos entender o ânulo de contato. Esse ângulo é o ângulo que a borda da gota forma com a superfície do substrato onde ela está depositada. Ele indica o quanto o líquido molha a superfície.
Se o ângulo de contato for pequeno, significa que o líquido molha bem a superfície e forma uma gota mais achatada. Se for grande, o líquido não molha muito a superfície e a gota fica mais esférica.
Passo 4
A interação entre o líquido e o vidro também influencia o formato da gota. A água tende a molhar bem o vidro, formando um ângulo de contato menor. Isso faz com que a gota de água se alastre mais sobre o vidro, resultando em uma forma mais achatada.
Já o mercúrio não molha o vidro tão bem, formando um ângulo de contato maior. Por causa disso, a gota de mercúrio permanece mais esférica e não se espalha tanto como a água.
Passo 5
Além disso, a grande tensão superficial do mercúrio contribui para que ele minimize sua área de contato com o ar, mantendo uma forma mais arredondada. A água, com sua menor tensão superficial comparada ao mercúrio, consegue se espalhar mais facilmente sobre a superfície do vidro.
Resposta
Então, resumindo, as gotas de mercúrio e água apresentam formatos diferentes sobre o vidro devido às diferenças na tensão superficial e no ângulo de contato de cada líquido com o substrato. A água, com menor tensão superficial e ângulo de contato menor, se espalha mais, formando gotas mais achatadas. Já o mercúrio, com maior tensão superficial e ângulo de contato maior, mantém uma forma mais esférica.
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