O aderência física É a união entre duas ou mais superfícies do mesmo material ou de materiais diferentes quando entram em contato. É produzido pela força de atração de Van der Waals e pelas interações eletrostáticas que existem entre as moléculas e os átomos dos materiais.
As forças de Van der Waals estão presentes em todos os materiais, são atrativas e se originam de interações atômicas e moleculares. As forças de Van der Waals são devidas aos dipolos induzidos ou permanentes criados nas moléculas pelos campos elétricos das moléculas vizinhas; ou pelos dipolos instantâneos dos elétrons ao redor dos núcleos atômicos.
As interações eletrostáticas são baseadas na formação de uma dupla camada elétrica quando dois materiais entram em contato. Essa interação produz uma força eletrostática de atração entre os dois materiais, por meio da troca de elétrons, chamada de força de Coulomb..
A aderência física faz com que o líquido adira à superfície sobre a qual repousa. Por exemplo, quando a água é colocada no vidro, uma película fina e uniforme se forma na superfície devido às forças de adesão entre a água e o vidro. Essas forças agem entre as moléculas de vidro e as moléculas de água e mantêm a água na superfície do vidro..
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A aderência física é a propriedade superficial dos materiais que permite que eles fiquem juntos quando em contato. Está diretamente relacionado com a energia livre de superfície (ΔE) para o caso de adesão sólido-líquido.
No caso de adesão líquido-líquido ou líquido-gás, a energia livre de superfície é chamada de tensão interfacial ou superficial.
Energia livre de superfície é a energia necessária para gerar uma unidade de área de superfície do material. A partir da energia livre de superfície de dois materiais, o trabalho de adesão (aderência) pode ser calculado.
O trabalho de adesão é definido como a quantidade de energia fornecida a um sistema para quebrar a interface e criar duas novas superfícies..
Quanto maior for o trabalho de adesão, maior será a resistência à separação das duas superfícies. O trabalho de adesão mede a força de atração entre dois materiais diferentes quando em contato.
A energia livre de separação de dois materiais, 1 e 2, é igual à diferença entre a energia livre após a separação (γfinal) e energia livre antes da separação (γinicial).
ΔE = W12 = γfinal - γinicial = γ1 + γdois - γ12 [1]
γ1 = energia livre de superfície do material 1
γdois = energia livre de superfície do material 2
A quantidade C12 é o trabalho de adesão que mede a força de adesão dos materiais.
γ12 = energia livre interfacial
Quando a adesão é entre um material sólido e um material líquido, o trabalho de adesão é:
CSL = γS + γLV - γSL [dois]
γS = energia livre de superfície do sólido em equilíbrio com seu próprio vapor
γLV= energia livre de superfície do líquido em equilíbrio com o vapor
CSL = trabalho de adesão entre o material sólido e o líquido
γ12 = energia livre interfacial
A equação [2] é escrita em função da pressão de equilíbrio (πequilibra) que mede a força por unidade de comprimento das moléculas adsorvidas na interface.
πequilibra = γS - γSV [3]
γSV= energia livre de superfície do sólido em equilíbrio com o vapor
CSL = πequilibra + γSV + γLV - γSL [4]
Ao substituir γSV - γSL = γLV cos θC na equação [4], obtemos
CSL = πequilibra + γSL(1 + cos θC ) [5]
θC é o ângulo de contato de equilíbrio entre uma superfície sólida, uma gota de líquido e vapor.
A equação [5] mede o trabalho de adesão entre uma superfície sólida e uma superfície líquida devido à força de adesão entre as moléculas de ambas as superfícies..
A aderência física é uma característica importante para avaliar a eficiência e segurança dos pneus. Sem uma boa aderência, os pneus não podem acelerar, frear o veículo ou ser dirigidos de um lugar para outro, e a segurança do motorista pode ser comprometida.
A adesão do pneu é devida à força de atrito entre a superfície do pneu e a superfície do pavimento. A alta segurança e eficiência dependerão da aderência a diferentes superfícies, ásperas e escorregadias, e em diferentes condições atmosféricas..
Por esse motivo, a cada dia a engenharia automotiva avança na obtenção de projetos de pneus adequados que permitem uma boa adesão mesmo em superfícies molhadas..
Quando duas placas de vidro polido e umedecido entram em contato, elas experimentam uma aderência física que é observada no esforço que deve ser aplicado para superar a resistência de separação das placas..
As moléculas de água se ligam às moléculas da placa superior e da mesma forma aderem à placa inferior, evitando que ambas as placas se separem.
As moléculas de água têm forte coesão umas com as outras, mas também mostram forte adesão com as moléculas de vidro devido às forças intermoleculares..
Um exemplo de adesão física é uma placa dentária aderida a um dente que normalmente é colocada em tratamentos dentais restauradores. A adesão se manifesta na interface entre o material adesivo e a estrutura dentária.
A eficiência na colocação de esmaltes e dentinas nos tecidos dentais, e na incorporação de estruturas artificiais como cerâmicas e polímeros que substituem a estrutura dentária, dependerá do grau de aderência dos materiais utilizados..
A boa adesão física do cimento às estruturas de tijolo, alvenaria, pedra ou aço se manifesta em uma alta capacidade de absorver a energia que vem das tensões normais e tangenciais à superfície que une o cimento às estruturas, ou seja, em alta carga. capacidade de suporte.
Para obter uma boa adesão, quando o cimento é unido à estrutura, é necessário que a superfície sobre a qual o cimento vai ser colocado tenha absorção suficiente e que a superfície seja suficientemente rugosa. A falta de adesão resulta em rachaduras e desprendimento do material aderido.
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