Beispiel für Oberflächenspannung

Das Die Oberflächenspannung ist die Kraft, die auf die Oberfläche einer ruhenden Flüssigkeit ausgeübt wird, um dem Gewicht eines darauf ruhenden leichten Gegenstandes entgegenzuwirken. Darüber hinaus kann die Oberflächenspannung definiert werden als Kraft, die von einer Flüssigkeit ausgeübt wird, um einem Zerbrechen auf ihrer Oberfläche zu widerstehen. Es ist die Haupteigenschaft, die Seifenblasen hält, konsistent und fest.

Flüssigkeiten haben als eine ihrer Haupteigenschaften ein festes Volumen, deren Form je nach Behälter, der sie enthält, variiert. Flüssigkeiten passen sich der Form des Behälters an und nehmen durch die Schwerkraft immer den untersten Teil davon ein. Auf diese Weise hinterlassen sie eine freie Oberfläche, die nicht ganz flach ist, oder nehmen spezielle Formen wie Tropfen, Blasen oder Blasen an.

Es gibt dann Oberflächenkräfte, Anrufe Kohäsion und Adhäsion, die im Folgenden erläutert werden:

Zusammenhalt: Es ist, wenn zwei verschiedene Flüssigkeitsoberflächen durch eine Anziehungskraft zueinander beeinflusst werden, die in den äußersten Molekülen aktiviert wird.

Beitritt: Es ist, wenn eine Flüssigkeit durch Anziehung an die Oberfläche eines Festkörpers aufgenommen wird und in diesem Bereich diffundiert.

Diese zwei Oberflächenkräfte sind für verschiedene biologische Phänomene verantwortlich, basierend auf den Konzepten der Oberflächenspannung und Kapillarität.

Oberflächenspannung

In einer Flüssigkeit ist jedes Molekül von mehreren Molekülen umgeben; auf diese Weise wird die Anziehung in alle Richtungen an jedem Punkt der Flüssigkeit kompensiert, außer an der Oberfläche, wo sich darüber keine Moleküle, sondern nur Luft befinden, Kräfte werden in die Flüssigkeit geleitet, wodurch eine Nettoanziehungskraft auf diesen Inhalt entsteht.

Die Flüssigkeit neigt dann dazu, Kohäsion zu bilden, was gleichbedeutend ist mit sich nicht zu dispergieren, und ihre Oberfläche zu minimieren, wobei Tropfen gebildet werden. Die Oberfläche der Flüssigkeit hat das Verhalten eines Films die seiner Verformung Widerstand entgegensetzt und somit bruchfest ist.

Um diese Kohäsionskraft zu messen, wird eine Drahtstruktur mit einer Gleitseite betrachtet, in die eine Flüssigkeitsschicht eingebracht wird. Ein einfacher Vergleich dieser Struktur ist mit einem Seifenblasenblasring, bei dem Sie den Draht ein wenig schieben können, um den Ring zu vergrößern.

Das Flüssigkeit wird versuchen, die Oberfläche zu minimieren, mit S bezeichnet, eine Kraft F auf die Gleitseite ausüben, die gemessen werden kann. Daraus wird geschlossen, dass die Berechnung der Kraft wie folgt lautet:

Dabei ist γ die Oberflächenspannung und l die Länge des gleitenden Kabels.

Das Die Oberflächenspannung γ ist eine Eigenschaft der Flüssigkeit. Die Kraft F hängt von l, der Länge des Gleitseils, ab, aber nicht von der Oberfläche S. Faktor 2 wird eingeführt, weil es zwei Oberflächen gibt, die innere und die äußere des Gleitdrahts, die mit der Flüssigkeit in Kontakt steht.

Das Oberflächenspannung γ ist die Kraft pro Längeneinheit, die von einer Flüssigkeitsoberfläche ausgeübt wird auf einer beliebigen Linie, die sich als Klemmkante darauf befindet.

Die aus der Oberflächenspannung resultierende Kraft ist senkrecht zur Mantellinie und tangential dazu.

Die Oberflächenspannung γ kann auch definiert werden als Energie pro Flächeneinheit die benötigt wird, um eine Fläche zu vergrößern, und wird mit folgender Formel ausgedrückt:

Da zur Bildung einer Oberfläche Energie benötigt wird, neigen Flüssigkeiten dazu, ihre exponierte Fläche gegenüber der Umgebung zu reduzieren. Aus diesem Grund sind die Oberflächen von Gewässern wie Seen, Meeren und Ozeanen in einem ruhigen Zustand flach.

Oberflächenspannung wird in Newton pro Meter (N/m) gemessen, und für jede Substanz nimmt sie mit steigender Temperatur ab. Die von Wasser ist größer als bei den meisten Flüssigkeiten und liegt auch daran, dass es mit 1 g / cm. eine der dichtesten Flüssigkeiten ist³ Dichte.

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit den Werten einiger Substanzen, die für eine Reihe von Temperaturen typisch sind.

Flüssigkeit	T (°C)	(N / m)
Helium	-270	0.0002
Wasserstoff	-255	0.002
Neon	-247	0.005
Sauerstoff	-193	0.016
Ethanol	20	0.022
Seifenwasser	20	0.025
Wasser	100	0.059
Wasser	60	0.062
Wasser	20	0.073
Wasser	0	0.076
Merkur	20	0.465
Silber	970	0.800

Tenside oder Tenside

Manchmal ist es erforderlich, die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit zu reduzieren. Erreicht darin die Substanzen auflösen, die Tenside oder Tenside genannt werden, die einen Oberflächenfilm bilden, dessen Moleküle von den Molekülen der inneren Flüssigkeit kaum angezogen werden.

Dank Tensiden kann die betreffende Flüssigkeit leichter nass werden.

Beispiele für Oberflächenspannung

Die Mücke, die auf dem Wasser landet, bleibt an der Oberfläche hängen.

Eine in Wasser aufgehängte Styropor- oder Styroporplatte.

Die Wasserschicht, die sich auf dem Ring bildet, bevor eine Seifenblase geblasen wird.

Die leichtesten Sand- oder Staubpartikel bleiben, wenn sie nicht gerührt werden, auf der Wasseroberfläche schweben.

Wenn sich Wasser und Öl in einem Glas befinden, gibt es Oberflächenspannung in der Trennung zwischen den beiden durch die Dichte.

Wenn ein aromatisiertes Getränk stark geschüttelt wird, bleiben die erzeugten Blasen an der Oberfläche zurück, die jeweils an der Gesamtoberflächenspannung beteiligt sind.

Die Seifenlauge beim Betrieb einer Waschmaschine weist Blasen und Blasen auf, die sich vor dem Spülen bilden.

Schiffe nutzen diese Eigenschaft des Wassers, um über Wasser zu bleiben, da sie Luft im Inneren transportieren. Sie sind wie eine schwebende Blase auf der Wasseroberfläche.

Surfbretter erzeugen im ruhenden Wasser Oberflächenspannung und bei Bewegung halten sie fest.

Beim Aufkochen der Rohmilch beginnt die Bildung eines Rahms, der sich beim Abkühlen der Milch verfestigt. Es ist eine dicke Fettschicht auf dem flüssigen Teil.

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