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Unidade 4
HIDRÁULICA DOS SOLOS
4.1)

CAPILARIDADE NOS SOLOS

Fenômenos Capilares - Teoria do tubo capilar
Ao introduzirmos um tubo de pequeníssimo diâmetro, digamos “tubo capilar” (por ser comparável a um fio de cabelo), com os extremos abertos, verticalmente em um recipiente com água, esta, por “ação capilar” subirá pelo tubo até uma determinada altura hc. Na extremidade exposta ao ar, assume a forma de um “menisco”, com a cavidade voltada para cima, formando, no contato com as paredes do tubo, um “angulo de tensão capilar” ou “angulo de contato” - α, cujo valor depende do material do tubo e das impurezas químicas que o cobrem (Fig. 4.1).

Fig. 4.1

Para a água pura (destilada) e o vidro limpo e úmido, este angulo é nulo, α ≅ 0° (Fig. 4.2) e se as paredes do tubo contiverem uma película de graxa por exemplo, α poderá superar 90° (as moléculas se repelem). Normalmente 0°< α< 80°.

Fig. 4.2

R = Rm.cos α

Para α = 0° ⇒ R = Rm

Outros exemplos:
- Mercúrio e vidro: α ≅ 140°;
- Prata limpa e água: α ≅ 90°.

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Os fenômenos capilares estão associados diretamente à tensão superficial – Ts, que é uma propriedade de líquidos puros a certas temperaturas e atua em toda superfície de um líquido, como decorrência da ação da “energia superficial livre”, definida como sendo o trabalho necessário para aumentar a superfície livre de um líquido em 1 cm2.
A tensão superficial surge nos líquidos como resultado do desequilíbrio entre as forças agindo sobre as moléculas da superfície em relação àquelas que se encontram no interior do fluido. As moléculas de qualquer líquido localizadas na interface líquido-ar realizam um número menor de interações intermoleculares comparadas com as moléculas que se encontram no interior do líquido. Estas forças de coesão tendem a diminuir a área superficial ocupada pelo líquido, explicando assim a forma esférica das gotas de líquidos. Pela mesma razão ocorre a formação dos meniscos e a conseqüente diferença de pressões através de superfícies curvas