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Como o próprio nome já diz, a tensão superficial é um fenômeno que se percebe na superfície de um líquido fazendo com que ela se comporte como uma membrana elástica.

Para explicar a tensão superficial precisamos entender um pouco do comportamento das moléculas e que tipos de forças elas exercem umas sobre as outras.

As moléculas de uma mesma substância se atraem com uma força que denominamos forças de coesão.

São essas forças que impedem, por exemplo, que as moléculas de água escapem de um copo e se espalhem pelo meio. Não é tão forte como aquela que une o oxigênio aos dois hidrogênios em uma molécula de água, mas mantém o líquido coeso, com volume constante ou um sólido com forma e volume constantes. Se não fossem as forças de coesão todas as substâncias seriam gases ideais.

Essas forças permitem uma certa liberdade de movimentos (fluidez) das moléculas, ao contrário de um sólido onde as moléculas oscilam em torno de posições fixas ou de um gás onde as moléculas possuem liberdade de movimento quase total de forma caótica. São essas as forças que apesar de  permitirem o movimento das moléculas de um líquido, determina que seja sempre em grandes grupos de moléculas.

A resistência à esse movimento é chamada de viscosidade.

No interior desse líquido, é fácil concluir que as moléculas estarão sendo puxadas e empurradas pelas suas vizinhas por todas as direções possíveis. Conclusão: empate. As moléculas se equilibram.

Nas moléculas da superfície, as forças coesivas atuam para os lados e para baixo por forças de coesão. Por não ter vizinhas do “lado de fora”, apenas as moléculas afastadas e extremamente velozes da atmosfera, as forças vindas do interior do líquido não são anuladas e esse desequilíbrio de forças faz com que a superfície se comporte como uma membrana elástica.

Observe como a “membrana” que se forma na superfície encurva-se para sustentar o peso do inseto.

Que tal uma bolha de água dentro de módulo em órbita da Terra?

Essa gota gigante está sob o efeito da imponderabilidade em um módulo espacial em órbita da Terra. A tensão superficial não deixa o líquido se espalhar pela atmosfera do módulo. Assim podemos entender também porque esse grupo de moléculas, quando em equilíbrio, assume invariavelmente o formato esférico.

O que fazem os tensoativos (detergentes)?

Detergentes possuem tensoativos (dá pra entender o significado da palavra: possuem atividade sobre a tensão) reduzem bastante a tensão na superfície. No vídeo acima, sob o som de “Yellow Submarine” dos Beatles, vemos como é rápida a ação dos tensoativos sobre a tensão superficial. Se você quiser pode fazer com bombril. Ele flutua sobre a água pura mas afunda logo que você põe uma gota de detergente na água.

Olha só esse vídeo que eu achei no YouTube

Esse vídeo é o melhor de todos, esse cara é super habilidoso e com a ajuda de um bom jogo de luz e fumaça (eu faria com mais luz negra e um pouco de luz branca) faz uma verdadeira arte com as bolhas. Aquelas com fumaça então, que por estar mais quente tende a subir por convecção. Imagina  as forças de tensão que conseguem manter um volume enorme de gás preso em seu interior e tende a assumir formato esférico ou semi esférico.

Quantos alfinetes você acha que cabem em um copo já cheio de água?

É a tensão superficial que permite que sejam colocados tantos alfinetes assim em um copo já cheio de água sem transbordar. A água consegue ultrapassar a altura das bordas do copo mas se mantém coesa com uma espécie de membrana elástica a sua volta. Tente repetir o experimento acima depois de pingar algumas gotas de detergente na água.