Esimerkki pintajännityksestä

Pintajännitys on levossa olevan nesteen pinnalle kohdistuva voima, vastaamaan siihen lepäävän kevyen esineen painoa. Lisäksi pintajännitys voidaan määritellä Nesteen käyttämä voima estää rikkoutumasta sen pinnalle. Se on tärkein ominaisuus, joka pitää saippuakuplia tasaisena ja kiinteänä.

Nesteillä on yksi pääominaisuuksistaan kiinteä äänenvoimakkuus, jonka muoto vaihtelee niitä sisältävän astian mukaan. Nesteet sopeutuvat astian muotoon ja vievät aina sen alimman osan painovoiman avulla. Tällä tavalla ne jättävät vapaan pinnan, ei täysin tasaisen, tai ottavat erityisiä muotoja, kuten tippoja, kuplia tai kuplia.

Silloin on Pintavoimat, puhelut Koheesio ja tarttuvuus, jotka selitetään alla:

Yhteenkuuluvuus: Se tapahtuu, kun kahteen eri nestepintaan vaikuttaa toisiinsa kohdistuva vetovoima, joka aktivoituu uloimmissa molekyyleissä.

Liittyminen: Se tapahtuu, kun neste liitetään vetämällä kiinteän aineen pintaan, joka diffundoituu tällä alueella.

Nämä kaksi Pintavoimat ovat vastuussa erilaisista biologisista ilmiöistä, joka perustuu pintajännityksen ja kapillaarisuuden käsitteisiin.

Pintajännitys

Nesteessä kutakin molekyyliä ympäröi enemmän molekyylejä; tällä tavalla vetovoima kaikkiin suuntiin kompensoidaan nesteen jokaisessa kohdassa paitsi pinnalla, jossa ei ole molekyylejä, vaan vain ilmaa voimat ohjataan nesteeseen, mikä luo näin vetovoimaa kyseiseen sisältöön.

Neste pyrkii sitten muodostamaan koheesion, joka on sama kuin ei levitä, ja minimoimaan sen pinnan muodostaen pisaroita. Nesteen pinnalla on kalvon käyttäytyminen joka tarjoaa vastustuskyvyn sen muodonmuutoksille ja siten rikkoutumiselle.

Tämän yhteenkuuluvuusvoiman mittaamiseksi otetaan huomioon liukuvalla puolella oleva lankarakenne, johon sijoitetaan nestekerros. Yksinkertainen vertailu tähän rakenteeseen on saippuakuplan puhallusrenkaalla, jossa voit liu'uttaa lankaa hieman, jotta rengas olisi suurempi.

neste yrittää minimoida pinnan, merkitty S: llä, kohdistamalla liukupuolelle voiman F, joka voidaan mitata. Johtopäätöksenä on, että Voiman laskenta on edelleen:

Missä γ on pintajännitys ja l on liukuvan kaapelin pituus.

Pintajännitys γ on nesteen ominaisuus. Voima F riippuu l: stä, liukukaapelin pituudesta, mutta ei pinnasta S. Kerroin 2 otetaan käyttöön, koska on olemassa kaksi pintaa, jotka ovat liukulangan sisäinen ja ulkoinen, joka on kosketuksessa nesteen kanssa.

Pintajännitys γ on nesteen pinnan kohdistama voima pituuden yksikköä kohti millä tahansa viivalla, joka sijaitsee siinä kiinnitysreunana.

Pintajännityksestä peräisin oleva voima on kohtisuorassa pintaviivaan nähden ja koskettaa sitä.

Pintajännitys γ voidaan määritellä myös Energiaa pinta-alayksikköä kohti jota tarvitaan pinta-alan kasvattamiseksi, ja se ilmaistaan ​​seuraavalla kaavalla:

Koska pinnan muodostumiseen tarvitaan energiaa, nesteillä on taipumus vähentää altistunutta aluettaan ympäristöön nähden. Tässä asiassa vesimuodostumien, kuten järvien, merien ja valtamerien, pinnat ovat rauhallisessa tilassa.

Pintajännitys mitataan Newtonissa joka metri (N / m), ja jokaisen aineen osalta se laskee lämpötilan noustessa. Veden määrä on suurempi kuin useimmissa nesteissä, ja se johtuu myös siitä, että se on yksi tiheimpiä nesteitä, 1 g / cm³ tiheys.

Alla on taulukko, jossa on esitetty joidenkin aineiden arvot, tyypillisiä lämpötilojen sarjoille.

Nestemäinen	T (° C)	γ (N / m)
Helium	-270	0.0002
Vety	-255	0.002
Neon	-247	0.005
Happi	-193	0.016
Etanoli	20	0.022
Saippuavesi	20	0.025
Vesi	100	0.059
Vesi	60	0.062
Vesi	20	0.073
Vesi	0	0.076
Elohopea	20	0.465
Hopea	970	0.800

Pinta-aktiiviset aineet tai pinta-aktiiviset aineet

Joskus vaaditaan nesteen pintajännityksen vähentämistä. On saavutettu liuottamalla siihen pinta-aktiivisten aineiden tai pinta-aktiivisten aineiden nimiä, jotka muodostavat pintakalvon, jonka molekyylejä tuskin houkuttelevat sisäisen nesteen molekyylit.

Pinta-aktiivisten aineiden ansiosta kyseisen nesteen on helpompi kastua.

Esimerkkejä pintajännityksestä

Vedelle laskeutuva hyttys, joka pysyy ripustettuna pinnalla.

Styroksi- tai vaahtomuovilevy suspendoituna veteen.

Rengaselle muodostuva vesiarkki ennen saippuakuplan puhaltamista.

Kevyimmät hiekka- tai pölyhiukkaset, ellei niitä ole sekoitettu, pysyvät suspendoituneina veden pinnalle.

Kun lasissa on vettä ja öljyä, niiden välillä on pintajännitys tiheyden mukaan.

Kun maustettua juomaa ravistetaan paljon, syntyvät kuplat pysyvät pinnalla, joista jokainen osallistuu kokonaispintajännitykseen.

Saippuaveden vaahdoissa pesukoneen käytössä on kuplia ja kuplia, jotka muodostuvat ennen huuhtelua.

Laivat hyödyntävät tätä veden ominaisuutta pysyäkseen pinnalla, koska ne kuljettavat ilmaa sisälle. Ne ovat kuin kelluva kupla veden pinnalla.

Surffilaudat aiheuttavat pintajännitystä, kun vesi on levossa, ja kun liikettä on, ne pitävät lujasti.

Kun raakamaito keitetään, alkaa kerma, joka konsolidoituu maidon jäähtyessä. Se on paksu rasvakerros nestemäisen osan päällä.

Älä unohda jättää kommentteja.