Autotest Tema 6: Interfases

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Una interfase se describe mejor como: Una fase macroscópica con composición siempre constante. Una frontera que solo puede existir entre un sólido y un gas. Una región tridimensional no homogénea donde las propiedades cambian entre dos fases. Una superficie matemática sin espesor en cualquier modelo.

¿Por qué los fenómenos interfaciales adquieren especial importancia en nanomateriales y coloides?. Porque su relación área/volumen es elevada y una fracción importante de materia está próxima a la interfase. Porque la tensión superficial desaparece cuando el tamaño disminuye. Porque estos sistemas carecen de fase interna. Porque toda nanopartícula se comporta como un gas ideal.

Desde el punto de vista termodinámico, la tensión superficial representa: La presión del líquido dividida por su volumen. La fuerza gravitatoria por unidad de masa. La energía cinética media de las moléculas superficiales. El trabajo reversible por unidad de área nueva creada.

Una película líquida sostenida por un marco presenta dos caras. Al calcular el trabajo de expansión debe considerarse que: El área no cambia mientras exista líquido. Aumenta el área de ambas caras de la película. Solo aumenta el área de la cara visible. La tensión superficial se divide automáticamente por dos.

En una interfase estable en equilibrio, una tensión superficial positiva implica que: Crear más área requiere trabajo, por lo que el sistema tiende a reducirla. El sistema aumenta espontáneamente su área sin límite. La presión debe ser idéntica a ambos lados de toda interfase curva. No existe ninguna diferencia entre moléculas del interior y de la superficie.

La ecuación de Young-Laplace relaciona directamente: El exceso superficial y el radio molecular. La presión de vapor y la concentración del soluto. El ángulo de contacto y la viscosidad. La diferencia de presión y la curvatura de la interfase.

Dos gotas del mismo líquido están en el mismo gas, pero una tiene menor radio. ¿Cuál presenta mayor presión interna?. Ambas, porque la presión no depende del radio. No puede saberse sin conocer la masa total. La gota pequeña, porque su curvatura es mayor. La gota grande, porque contiene más moléculas.

El ángulo de contacto utilizado para describir la mojabilidad se mide habitualmente: A través del sólido. A través de la fase líquida. Siempre desde la fase gaseosa. Respecto de la vertical gravitatoria.

Una gota presenta un ángulo de contacto muy pequeño sobre una superficie. La interpretación más adecuada es: Mojabilidad favorable: el líquido tiende a extenderse. Ausencia de tensión interfacial. Imposibilidad de equilibrio mecánico. Mojabilidad desfavorable: el líquido evita el sólido.

La ecuación de Young expresa el equilibrio entre: La viscosidad del líquido y la rugosidad del sólido. La presión hidrostática y la presión de vapor exclusivamente. La difusión del gas y la evaporación del líquido. Las tensiones interfaciales sólido-gas, sólido-líquido y líquido-gas en la línea de contacto.

En un capilar, un líquido con ángulo de contacto inferior a 90° suele ascender porque: La gravedad cambia de signo dentro del tubo. El líquido pierde densidad al tocar el sólido. La componente vertical de la tensión superficial favorece el ascenso hasta equilibrar el peso de la columna. La presión atmosférica desaparece en el menisco.

Si el radio de un capilar se reduce manteniendo las demás variables, la altura de ascenso de un líquido mojante generalmente: Se hace necesariamente cero. Aumenta. Disminuye. No cambia.

En un ensayo de capilaridad con un tubo de radio r, se observa un descenso del nivel del líquido respecto al seno del recipiente (efecto depresión capilar). ¿Cuál de las siguientes condiciones explica inequívocamente este fenómeno?. El ángulo de contacto es agudo (θ < 90°), por lo que cos θ > 0 y el menisco es cóncavo hacia arriba. La aceleración de la gravedad no afecta a los líquidos no mojantes. El ángulo de contacto es obtuso (θ > 90°), haciendo cos θ < 0; el menisco es convexo hacia arriba y la fuerza interfacial neta apunta hacia abajo. La densidad del líquido es menor que la del aire adyacente.

En el método de presión máxima de burbuja, la tensión superficial se obtiene principalmente a partir de: El ángulo de una gota sobre un sólido. La sobrepresión necesaria para formar una burbuja de curvatura conocida, corrigiendo la contribución hidrostática. La masa de líquido evaporada durante una hora. La velocidad de sedimentación de partículas.

En el método de la presión máxima de burbuja para determinar la tensión superficial, ¿en qué instante exacto se alcanza la presión pico medida por el manómetro?. Cuando el flujo de gas se detiene por completo. Cuando la burbuja adopta una forma totalmente plana. Cuando el radio de la burbuja en formación se iguala exactamente al radio interno del capilar (menisco hemisférico). Cuando la burbuja se desprende completamente del capilar.

Al utilizar el método del peso o volumen de la gota (método del tubo de desprendimiento), ¿por qué es indispensable aplicar un factor de corrección?. Porque la tensión superficial varía con la velocidad de la luz. Porque la temperatura de la gota cae a cero absoluto durante el desprendimiento. Porque no todo el volumen de la gota formada se desprende; una fracción sustancial permanece adherida al extremo del capilar. Porque la gravedad cambia localmente durante la caída de la gota.

En el método de la placa de Wilhelmy, la fuerza capilar depende especialmente de: El volumen total del recipiente únicamente. La conductividad eléctrica de la placa. La presión de vapor del sólido. La tensión superficial, el perímetro mojado y el coseno del ángulo de contacto.

Para medir la tensión superficial con una placa de Wilhelmy completamente mojada, es ventajoso que el ángulo de contacto sea cercano a cero porque: El coseno es cercano a uno y la fuerza capilar se relaciona directamente con el perímetro. La tensión superficial se anula. La placa deja de tener masa. Desaparece el empuje hidrostático en cualquier inmersión.

La ecuación de Kelvin predice que, para una gota muy pequeña, la presión de vapor de equilibrio es: Nula si la gota es esférica. Mayor que sobre una superficie plana del mismo líquido. Exactamente igual para cualquier radio. Menor que sobre una superficie plana.

Para una burbuja o un menisco cóncavo, la ecuación de Kelvin permite comprender que la presión de vapor de equilibrio puede ser: Menor que la correspondiente a una superficie plana. Independiente de la curvatura. Igual a la presión mecánica interna. Siempre mayor que la de una gota convexa.

¿Por qué puede persistir temporalmente un líquido sobrecalentado o un vapor sobresaturado?. Porque existe una barrera de energía libre para formar un núcleo de tamaño crítico. Porque la tensión superficial es siempre cero. Porque esos estados son los de menor energía libre global. Porque no se producen fluctuaciones moleculares.

En la maduración de Ostwald, las partículas pequeñas tienden a desaparecer mientras crecen las grandes porque: La difusión se detiene alrededor de las partículas pequeñas. Las partículas pequeñas tienen mayor presión de vapor o solubilidad de equilibrio por su mayor curvatura. La materia se crea espontáneamente en las partículas grandes. Las partículas grandes presentan siempre mayor presión de vapor.

La condensación capilar en un poro puede ocurrir a una presión relativa inferior a la saturación sobre una superficie plana porque: La presión de vapor deja de depender de la temperatura. El gas pierde su potencial químico dentro del poro. La tensión superficial se vuelve negativa. El menisco cóncavo estabiliza el líquido según la ecuación de Kelvin.