Evolução de bolhas de ar em misturas de glicerol/água pelo amadurecimento de Ostwald

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Rocha, César Melo da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Ostwald, Amadurecimento de; Bolhas (Física); Crescimento dos cristais; Física da Matéria Condensada
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/20597

O amadurecimento de Ostwald é um processo de crescimento controlado por difusão onde partículas maiores crescem em detrimento da diminuição, e eventualmente do desaparecimento, de partículas menores. Nesse processo ocorre o aumento do raio médio e a diminuição do número total de partículas. A descrição teórica desse fenômeno é dada pela teoria LSW, que descreve o crescimento de partículas em soluções sólidas supersaturadas. Há um grande número de trabalhos teóricos e experimentais sobre o amadurecimento de Ostwald, todavia existe uma carência de trabalhos experimentais com bolhas de gás em escala macroscópica (10-100μm). Com isso, fica evidente a necessidade de realizar um estudo experimental preciso da atuação do amadurecimento de Ostwald em bolhas de gás em líquido. Os resultados foram obtidos a partir do processamento de imagens geradas por videomicroscopia óptica. É apresentado os resultados da evolução temporal do raio médio das bolhas R(t), do número de bolhas N (t), da fração volumétrica ocupado pelas bolhas φ(t) e das distribuições de tamanhos f (R, t) para três frentes de experimento com bolhas de gás em um fluido: fluido em repouso, fluido sob fluxo macroscópico e fluido em repouso com adição de surfactante. Confrontando os resultados com as previsões teóricas verificou-se que o raio médio pode, em algumas condições, se comportar de acordo com a lei de crescimento segundo a teoria LSW (R ∼ t1/3 ), mas que na maioria dos casos a evolução é a mais lenta do que o previsto. O número de bolhas N(t) decai mais devagar do que o previsto pela teoria (N (t) ∼ t-¹). Há uma discussão sobre o sistema estar em um regime transiente, migrando para o regime de validade dos modelos teóricos, e sobre a teoria LSW não ser suficiente para descrever um sistema real de bolhas de gás. Todas as etapas foram realizadas no Laboratório de Microfluídica e Fluidos Complexos, coordenado pelo professor Alvaro Vianna N. C. Teixeira, utilizando-se dos recursos do mesmo e do Departamento de Física da UFV, como programas apropriado para processamento de imagens, microscópio óptico, câmera integrada ao computador, mesa de deslocamento dentre outros.