CAPÍTULO I

A ÁGUA (03/10): Propriedades da Água

I.2.7. Coesão, adesão e tensão superficial

Em um líquido as moléculas da superfície estão submetidas a uma força de atração para o interior devido a forças eletrolíticas. Este fenômeno dá origem a uma tensão tangencial a superfície ao longo de toda área livre do líquido que faz com que o mesmo adira ou não a superfície em contato em volta.
Diz-se que coesão é a propriedade que uma substância tem de conservar-se unida resistindo a separação. Num comportamento contrário a adesão é a propriedade do líquido fixar-se na superfície de outros corpos. Por exemplo, a água tende a aderir a superfície em volta molhando esta superfície ou subindo acima do nível de repouso pelo efeito chamado de capilaridade, enquanto que com o mercúrio ocorre o fenômeno inverso. No caso da água temos que a adesão é superior a coesão e no do mercúrio a coesão é maior.
A tensão superficial é o fenômeno que se verifica na superfície de separação entre dois fluidos não miscíveis. Esta tensão depende da natureza dos fluidos em contato e da temperatura. É determinada pela tensão por unidade de comprimento numa linha qualquer de separação e é geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "s " e expressa em unidades de força por unidade de comprimento, por exemplo no C.G.S. em dyn/cm. Para obtenção de resultados menos precisos emprega-se freqüentemente o valor de 0,007 Kgf/m (Tabela II.2).

Tabela II.2 - Tensão superficial entre a água e o ar


q (oC)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
s (dyn/cm)
74,16
72,79
71,32
69,75
68,18
67,16
66,11
64,36
62,60
60,71
58,25
s (10-3kgf/m)
7,69
7,54
7,40
7,23
7,07
6,96
6,86
6,67
6,49
6 ,30
6,04

I.2.8. Compressibilidade

Embora seguidamente se trabalhe com a água como se ela fosse incompressível, na realidade em algumas situações isto pode levar a erros grosseiros, como por exemplo no caso de estudos referentes a questões que envolvam transmissão de ondas de pressão, como no caso de golpe de aríete. Define-se como módulo de compressibilidade ou de elasticidade, também conhecido como módulo volumétrico de elasticidade ou módulo global de elasticidade, a relação entre o aumento de pressão e o de massa específica para uma dada temperatura, sendo geralmente simbolizado pela letra maiúscula "E" (há autores que preferem a letra grega minúscula "e "). Usualmente adota-se E = 2,18 x 108Kgf/m² para pré-dimensionamentos com água (Tabela II.3).

Tabela II.3 - Módulo de compressibilidade para água em função da temperatura


 q (oC)
0
5
10
20
30
40
50
60
E (108kgf/m2)
1,98
2,02
2,07
2,15
2,19
2,21
2,22
2,23

 I.2.9. Pressão de vapor

Como qualquer outro líquido, a água também tem a propriedade de vaporizar-se em determinadas condições de temperatura e pressão. E assim sendo temos que ela entra em ebulição sob a pressão atmosférica local a uma determinada temperatura. Por exemplo, no nível do mar (pressão atmosférica normal) a ebulição acontece a 100oC. A medida que a pressão diminui a temperatura de ebulição também se reduz. Assim, quanto maior a altitude do local menor será a temperatura de ebulição. Pressão de vapor é, pois, a pressão exercida pelo vapor em determinado espaço. Geralmente é simbolizada por hv. Em condições de cálculos expeditos podemos adotar o valor de 0,024 kgf/cm² (Tabela II.4).

Tabela II.4 - Tensão de vapor em função da temperatura


 Temperatura
(°C)
Tensão de vapor 
(mm Hg)
Tensão de vapor
( kg/cm2)
Densidade relativa
0
4,56
0,0062
0,9998
4
6,11
0,0084
1,0000
5
6,50
0,0089
1,0000
10
9,19
0,0125
0,9997
15
12,7
0,0174
0,9991
20
17,4
0,0238
0,9982
25
23,6
0,0322
0,9970
30
31,5
0,0429
0,9967
35
41,8
0,0572
0,9945
40
54,9
0,0750
0,9922
45
71,4
0,0974
0,9901
50
92,0
0,1255
0,9880
55
117,5
0,1602
0,9867
60
148,8
0,2028
0,9832
65
186,9
0,2547
0,9811
70
233,1
0,3175
0,9788
75
288,5
0,3929
0,9759
80
354,6
0,4828
0,9728
85
433,0
0,5894
0,9693
90
525,4
0,7149
0,9653
95
633,7
0,8620
0,9619
100
760,0
1,0333
0,9584
105
906,0
1,2320
0,9549
110
1075,0
1,4609
0,9515
115
1269,0
1,7260
0,9474
120
1491,0
2,0270
0,9430