La calculadora de ángulo de contacto es una herramienta que se utiliza para medir la humectabilidad de una superficie por un líquido. Determina el ángulo que se forma en la interfaz de las fases líquida, sólida y de vapor. Este ángulo de contacto ayuda a evaluar la interacción entre el líquido y la superficie sólida, lo que proporciona información valiosa en campos como la ciencia de los materiales, la ingeniería de superficies y la dinámica de fluidos. Un ángulo de contacto más pequeño indica una mejor humectabilidad, mientras que un ángulo más grande significa una humectabilidad más pobre.
Calculadora de fórmulas para el ángulo de contacto
El ángulo de contacto se calcula utilizando la siguiente fórmula:
Ángulo de contacto (θ) = arccos((γ_sv – γ_sl) / γ_lv)
Componentes de la fórmula detallada
- γ_sv (Tensión superficial entre sólido y vapor):La energía superficial en la interfaz del sólido y el vapor circundante.
- γ_sl (Tensión superficial entre sólido y líquido):La energía superficial en la interfaz del sólido y el líquido.
- γ_lv (Tensión superficial entre líquido y vapor):La energía superficial en la interfaz del líquido y el vapor circundante.
- θ (Ángulo de contacto):El ángulo formado en la interfaz de las fases líquida, sólida y vapor, generalmente expresado en grados.
Supuestos
- El sistema está en equilibrio termodinámico.
- La superficie es homogénea e isótropa.
- Ninguna fuerza externa, como la gravedad, distorsiona significativamente la gota de líquido.
Tabla de términos generales
A continuación se muestra una tabla de referencia que muestra valores típicos de tensión superficial para sustancias comunes:
| Sustancia | γ_lv (mN/m) | Ángulo de contacto típico sobre superficie sólida (°) |
|---|---|---|
| Agua | 72.8 | ~0 (superhidrofílico) a 150 (superhidrofóbico) |
| Etanol | 22.1 | 10-30 |
| El glicerol | 63.4 | 30-60 |
| Mercurio | 485 | ~ 140 |
Esta tabla proporciona una descripción general rápida de los valores de tensión superficial y los ángulos de contacto esperados, lo que ayuda en la interpretación de los resultados.
Ejemplo de calculadora de ángulo de contacto
Calculemos el ángulo de contacto de una gota de líquido sobre una superficie sólida. Se dan los siguientes parámetros:
- γ_sv (Tensión superficial entre sólido y vapor): 40 mN/m
- γ_sl (Tensión superficial entre sólido y líquido): 30 mN/m
- γ_lv (Tensión superficial entre líquido y vapor): 50 mN/m
Cálculo:
Sustituya los valores en la fórmula: Ángulo de contacto (θ) = arccos((γ_sv – γ_sl) / γ_lv)
Ángulo de contacto (θ) = arccos((40 – 30) / 50)
Ángulo de contacto (θ) = arccos(10 / 50) = arccos(0.2).
Usando una calculadora científica: Ángulo de contacto (θ) ≈ 78.46°.
Interpretación:
El ángulo de contacto calculado de aproximadamente 78.46° indica una mojabilidad moderada de la superficie sólida por el líquido.
Preguntas frecuentes más comunes
El ángulo de contacto proporciona información sobre la humectabilidad de una superficie. Los ángulos más pequeños indican una mejor humectabilidad (superficies hidrófilas), mientras que los ángulos más grandes indican una humectabilidad menor (superficies hidrófobas).
Angulo de contacto medidas Se utilizan en diversas industrias para evaluar recubrimientos, limpieza, propiedades de adhesión y compatibilidad de materiales en aplicaciones como impermeabilización, pintura y fabricación de productos electrónicos.
Sí, los ángulos de contacto mayores a 90° indican que el líquido no se extiende bien sobre la superficie, lo cual es característico de las superficies hidrófobas.