¿Qué es la tensión superficial?

La tensión superficial es la fuerza de cohesión que exhiben las moléculas de un líquido. Esta fuerza permite que la superficie de un líquido resista, hasta cierto punto, las fuerzas externas que se le aplican. Es esta resistencia la que permite, por ejemplo, que un sujetapapeles flote sobre la superficie de un vaso de agua aunque el sujetapapeles tenga una densidad mayor que el agua. La tensión varía, dependiendo del líquido y con otros factores como la temperatura.

La tendencia de un líquido a exhibir la propiedad de tensión superficial surge de la atracción que las moléculas de un líquido tienen entre sí. Dentro del líquido, cada molécula está rodeada por otras moléculas y cada una atrae a todas las demás moléculas circundantes por igual, lo que resulta en una fuerza neta de cero. Las moléculas en la superficie del líquido, sin embargo, no están rodeadas en todas direcciones por otras moléculas. Tiran con más fuerza de las moléculas que están cerca de ellos, creando tensión superficial.

Las gotas de agua se forman debido a la tensión superficial y también permite que el aire forme burbujas en un líquido. A medida que las moléculas de la superficie de un líquido tiran de otras moléculas de la superficie, un volumen de líquido en el espacio tenderá a formar una esfera y, en ausencia de gravedad, las gotas de agua forman esferas perfectas. Esto ocurre porque una esfera es la forma que tiene el área de superficie más pequeña posible para un volumen dado. Cuando dos gotas pequeñas chocan en ausencia de gravedad, la atracción de las moléculas por otras moléculas tiende a hacer que las gotas se combinen en una gota más grande. Esta tendencia a veces también se puede observar bajo la gravedad terrestre estándar.

La forma alargada de las gotas de lluvia se debe al tirón de la gravedad sobre las gotas. La tensión superficial tiende a ser una fuerza muy débil, por lo que las gotas se deforman fácilmente por la gravedad u otras fuerzas como las fuerzas centrípetas o centrífugas. Algunos insectos e incluso animales se han adaptado para aprovechar esta fuerza, sin embargo, por débil que sea. Las chinches de agua y los pequeños lagartos llamados basiliscos dependen de la tensión superficial del agua para caminar sobre ella sin hundirse.

La tensión superficial de un líquido, generalmente expresada como dinas por centímetro, es la cantidad de fuerza requerida para romper la superficie de un líquido en particular en una distancia lineal de un centímetro. Una dina es una unidad de energía o fuerza definida como la cantidad de energía necesaria para acelerar un gramo de masa a una velocidad de un centímetro por segundo al cuadrado. Una dina también es igual a la unidad estándar internacional (SI) del micro-newton.