Παράδειγμα επιφανειακής τάσης

ο Surface Tension είναι η Δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια ενός υγρού που βρίσκεται σε ηρεμία, για να αντισταθμιστεί το βάρος ενός ελαφρού αντικειμένου που ακουμπά πάνω του. Επιπλέον, το Surface Tension μπορεί να οριστεί ως το Δύναμη που ασκείται από ένα υγρό για να αντισταθεί στο να σπάσει στην επιφάνειά του. Είναι η κύρια ιδιότητα που κρατά σαπουνόφουσκες, συνεπή και σταθερή.

Τα υγρά έχουν ως μία από τις κύριες ιδιότητές τους σταθερή ένταση, του οποίου το σχήμα θα ποικίλλει ανάλογα με το δοχείο που τα περιέχει. Τα υγρά προσαρμόζονται στο σχήμα του δοχείου, καταλαμβάνοντας πάντα το χαμηλότερο τμήμα του από τη βαρύτητα. Με αυτόν τον τρόπο, αφήνουν μια ελεύθερη επιφάνεια, όχι εντελώς επίπεδη, ή υιοθετούν ειδικά σχήματα όπως σταγόνες, φυσαλίδες ή φυσαλίδες.

Υπάρχουν τότε Επιφανειακές δυνάμεις, κλήσεις Συνοχή και προσκόλληση, τα οποία εξηγούνται παρακάτω:

Συνοχή: Είναι όταν δύο διαφορετικές υγρές επιφάνειες επηρεάζονται από μια δύναμη έλξης μεταξύ τους, η οποία ενεργοποιείται στα εξόχως μόρια.

Ενταξη: Είναι όταν ένα υγρό ενσωματώνεται με έλξη στην επιφάνεια ενός στερεού, που διαχέεται σε αυτήν την περιοχή.

Αυτοί οι δυο Οι επιφανειακές δυνάμεις είναι υπεύθυνες για διάφορα βιολογικά φαινόμενα, με βάση τις έννοιες του Surface Tension and Capillarity.

Επιφανειακή τάση

Σε ένα υγρό, κάθε μόριο περιβάλλεται από περισσότερα μόρια; με αυτόν τον τρόπο η έλξη προς όλες τις κατευθύνσεις αντισταθμίζεται σε κάθε σημείο του υγρού, εκτός από την επιφάνεια, όπου δεν υπάρχουν μόρια παραπάνω, αλλά μόνο αέρα, οι δυνάμεις κατευθύνονται στο υγρό, δημιουργώντας έτσι μια καθαρή έλξη προς αυτό το περιεχόμενο.

Το υγρό, λοιπόν, τείνει να δημιουργεί συνοχή, η οποία είναι ίδια με τη μη διασπορά, και να ελαχιστοποιεί την επιφάνειά του, σχηματίζοντας σταγόνες. Η επιφάνεια του υγρού θα έχει τη συμπεριφορά μιας μεμβράνης που προσφέρει αντίσταση στην παραμόρφωσή του, και ως εκ τούτου αντίσταση στο σπάσιμο.

Για τη μέτρηση αυτής της Δύναμης Συνοχής, εξετάζεται μια δομή σύρματος με συρόμενη πλευρά, στην οποία τοποθετείται ένα στρώμα υγρού. Μια απλή σύγκριση αυτής της δομής είναι με ένα δακτύλιο φουσκώματος φυσαλίδας σαπουνιού, στον οποίο μπορείτε να σύρετε το σύρμα λίγο για να κάνετε το δακτύλιο μεγαλύτερο.

ο Το υγρό θα προσπαθήσει να ελαχιστοποιήσει την επιφάνεια, που ορίζεται από το S, ασκώντας μια δύναμη F στην ολισθαίνουσα πλευρά, η οποία μπορεί να μετρηθεί. Συμπεραίνεται ότι ο υπολογισμός της Δύναμης παραμένει:

Όπου γ είναι η επιφανειακή ένταση, και το μήκος του καλωδίου που ολισθαίνει.

ο Το Surface Tension γ είναι ιδιότητα του υγρού. Το Force F θα εξαρτάται από το μήκος του συρόμενου καλωδίου, αλλά όχι από την επιφάνεια S. Ο παράγοντας 2 εισάγεται επειδή υπάρχουν δύο επιφάνειες, οι οποίες είναι η εσωτερική και η εξωτερική του συρόμενου σύρματος, η οποία είναι σε επαφή με αυτήν του υγρού.

ο Surface Tension γ είναι η Δύναμη ανά μονάδα μήκους που ασκείται από μια επιφάνεια ενός υγρού σε οποιαδήποτε γραμμή, που βρίσκεται σε αυτήν ως άκρο σύσφιξης.

Η Δύναμη που προέρχεται από το Surface Tension είναι κάθετα προς την επιφανειακή γραμμή και εφαπτομένη σε αυτήν.

Το Surface Tension γ μπορεί επίσης να οριστεί ως το Ενέργεια ανά μονάδα περιοχής που απαιτείται για την αύξηση μιας περιοχής και εκφράζεται με τον ακόλουθο τύπο:

Δεδομένου ότι απαιτείται ενέργεια για να σχηματιστεί μια επιφάνεια, τα υγρά τείνουν να μειώνουν την εκτεθειμένη περιοχή τους σε σχέση με το περιβάλλον. Είναι για αυτό το θέμα οι επιφάνειες των υδάτων όπως λίμνες, θάλασσες και ωκεανοί σε ήρεμη κατάσταση.

Επιφανειακή ένταση μετριέται σε Newton κάθε μέτρο (N / m), και για κάθε ουσία μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Το νερό είναι μεγαλύτερο από ό, τι στα περισσότερα υγρά, και οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι είναι ένα από τα πυκνότερα υγρά, με 1 g / cm³ πυκνότητα.

Ακολουθεί ένας πίνακας με τις τιμές ορισμένων ουσιών, χαρακτηριστικές μιας σειράς θερμοκρασιών.

Υγρό	Τ (° C)	γ (N / m)
Ήλιο	-270	0.0002
Υδρογόνο	-255	0.002
Νέο	-247	0.005
Οξυγόνο	-193	0.016
Αιθανόλη	20	0.022
Σαπουνόνερο	20	0.025
Νερό	100	0.059
Νερό	60	0.062
Νερό	20	0.073
Νερό	0	0.076
Ερμής	20	0.465
Ασήμι	970	0.800

Επιφανειοδραστικά ή επιφανειοδραστικά

Μερικές φορές είναι απαραίτητο να μειωθεί η επιφανειακή ένταση ενός υγρού. Επιτυγχάνεται διαλύοντας σε αυτό τις ουσίες που ονομάζονται Επιφανειοδραστικά ή Επιφανειοδραστικά, που σχηματίζουν μια επιφανειακή μεμβράνη των οποίων τα μόρια προσελκύονται μόλις από τα μόρια του εσωτερικού υγρού.

Χάρη στις επιφανειοδραστικές ουσίες, είναι πιο εύκολο να βραχεί το εν λόγω υγρό.

Παραδείγματα επιφανειακής έντασης

Το κουνούπι που προσγειώνεται στο νερό, παραμένει αιωρούμενο στην επιφάνεια.

Ένα φελιζόλ ή φελιζόλ εναιωρείται σε νερό.

Το φύλλο νερού που σχηματίζεται στον δακτύλιο πριν φυσάει μια σαπουνόφουσκα.

Τα ελαφρύτερα σωματίδια άμμου ή σκόνης, εάν δεν αναδεύονται, παραμένουν αιωρούμενα στην επιφάνεια του νερού.

Όταν υπάρχει νερό και λάδι σε ένα ποτήρι, υπάρχει επιφανειακή τάση στο διαχωρισμό μεταξύ των δύο κατά πυκνότητα.

Όταν ένα αρωματικό ποτό ανακινείται πολύ, οι φυσαλίδες που δημιουργούνται παραμένουν στην επιφάνεια, καθεμία από τις οποίες εμπλέκεται στη συνολική τάση της επιφάνειας.

Ο αφρός με σαπούνι κατά τη λειτουργία ενός πλυντηρίου έχει φυσαλίδες και φυσαλίδες που σχηματίζονται πριν το ξέπλυμα.

Τα πλοία εκμεταλλεύονται αυτήν την ιδιότητα του νερού για να παραμείνουν επιπλέουν, χάρη στο γεγονός ότι μεταφέρουν αέρα μέσα. Είναι σαν μια κυμαινόμενη φυσαλίδα στην επιφάνεια του νερού.

Οι ιστιοσανίδες δημιουργούν επιφανειακή τάση όταν το νερό είναι σε ηρεμία και όταν υπάρχει κίνηση, συγκρατούνται σταθερά.

Όταν βράζει το νωπό γάλα, ξεκινά η παραγωγή μιας κρέμας, η οποία ενοποιείται όταν κρυώσει το γάλα. Είναι ένα παχύ στρώμα λίπους πάνω από το υγρό μέρος.

Μην ξεχάσετε να αφήσετε τα σχόλιά σας.