Esempio di tensione superficiale

Il La tensione superficiale è la forza esercitata sulla superficie di un liquido in quiete, per contrastare il peso di un oggetto leggero appoggiato su di esso. Inoltre, la Tensione Superficiale può essere definita come la Forza esercitata da un liquido per resistere alla rottura sulla sua superficie. È la proprietà principale che trattiene le bolle di sapone, consistenti e ferme.

I liquidi hanno come una delle loro principali proprietà un volume fisso, la cui forma varierà a seconda del contenitore che li contiene. I liquidi si adattano alla forma del contenitore, occupandone sempre la parte più bassa per gravità. In questo modo lasciano una superficie libera, non totalmente piana, oppure adottano forme particolari come gocce, bolle o bolle.

Ci sono poi Forze di superficie, chiamate Coesione e adesione, che sono spiegati di seguito:

Coesione: È quando due diverse superfici liquide sono interessate da una forza di attrazione reciproca, che si attiva nelle molecole più esterne.

Adesione: È quando un liquido viene incorporato per attrazione sulla superficie di un solido, diffondendosi in quell'area.

Questi due Le forze di superficie sono responsabili di vari fenomeni biologici, basato sui concetti di Tensione Superficiale e Capillarità.

Tensione superficiale

In un liquido, ogni molecola è circondata da più molecole; in questo modo l'attrazione in tutte le direzioni viene compensata in ogni punto del liquido, tranne che in superficie, dove sopra non ci sono molecole, ma solo aria, le forze sono dirette nel liquido, generando così una netta attrazione verso quel contenuto.

Il liquido, poi, tende a fare coesione, che equivale a non disperdersi, ea minimizzare la sua superficie formando delle gocce. La superficie del liquido avrà il comportamento di una pellicola che offre resistenza alla sua deformazione, e quindi resistenza alla rottura.

Per misurare questa Forza di Coesione si considera una struttura a filo con un lato scorrevole, in cui è posto uno strato di liquido. Un semplice confronto di questa struttura è con un anello che soffia bolle di sapone, in cui puoi far scorrere leggermente il filo per ingrandire l'anello.

Il il liquido cercherà di ridurre al minimo la superficie, indicato con S, esercitando sul lato di scorrimento una forza F misurabile. Si conclude che il calcolo della Forza rimane:

Dove è la tensione superficiale e l è la lunghezza del cavo che scorre.

Il La tensione superficiale è una proprietà del liquido. La Forza F dipenderà da l, la lunghezza del cavo scorrevole, ma non dalla superficie S. Il fattore 2 si introduce perché ci sono due superfici, quella interna e quella esterna del filo di scorrimento, che è a contatto con quella del liquido.

Il La tensione superficiale è la forza per unità di lunghezza esercitata da una superficie di un liquido su qualsiasi linea, posizionata su di essa come bordo di bloccaggio.

La forza che origina dalla tensione superficiale è perpendicolare alla linea di superficie e tangente ad essa.

La tensione superficiale può anche essere definita come la Energia per unità di area che serve per aumentare un'area, e si esprime con la seguente formula:

Poiché è necessaria energia per formare una superficie, i liquidi tendono a ridurre la loro area esposta rispetto all'ambiente circostante. È per questo che le superfici dei corpi idrici come laghi, mari e oceani in uno stato calmo sono piatte.

Tensione superficiale si misura in Newton ogni metro (N/m), e per ogni sostanza diminuisce all'aumentare della temperatura. Quello dell'acqua è maggiore che nella maggior parte dei liquidi, ed è dovuto anche al fatto che è uno dei liquidi più densi, con 1 g/cm³ densità.

Di seguito una tabella con i valori di alcune sostanze, tipici di una serie di temperature.

Liquido	T (°C)	(N/m)
Elio	-270	0.0002
Idrogeno	-255	0.002
Neon	-247	0.005
Ossigeno	-193	0.016
etanolo	20	0.022
Acqua insaponata	20	0.025
acqua	100	0.059
acqua	60	0.062
acqua	20	0.073
acqua	0	0.076
Mercurio	20	0.465
Argento	970	0.800

Tensioattivi o tensioattivi

A volte è necessario ridurre la tensione superficiale di un liquido. è raggiunto sciogliendo in esso le sostanze chiamate Tensioattivi o Tensioattivi, che formano un film superficiale le cui molecole sono appena attratte dalle molecole del liquido interno.

Grazie ai tensioattivi è più facile che il liquido in questione si bagni.

Esempi di tensione superficiale

La zanzara che atterra sull'acqua, rimanendo sospesa in superficie.

Un piatto di polistirolo o polistirolo sospeso nell'acqua.

Lo specchio d'acqua che si forma sull'anello prima di soffiare una bolla di sapone.

Le particelle più leggere di sabbia o polvere, se non agitate, rimangono sospese sulla superficie dell'acqua.

Quando c'è acqua e olio in un bicchiere, c'è tensione superficiale nella separazione tra i due per densità.

Quando una bevanda aromatizzata viene agitata molto, le bolle generate rimangono in superficie, ognuna coinvolta nella tensione superficiale totale.

La schiuma di acqua saponata durante il funzionamento di una lavatrice presenta bolle e bolle che si formano prima del risciacquo.

Le navi sfruttano questa proprietà dell'acqua per rimanere a galla, grazie al fatto che trasportano aria all'interno. Sono come una bolla galleggiante sulla superficie dell'acqua.

Le tavole da surf creano tensione superficiale quando l'acqua è ferma e quando c'è movimento si mantengono stabili.

Quando il latte crudo viene bollito, inizia la generazione di una crema, che si consolida quando il latte si raffredda. È uno spesso strato di grasso sopra la parte liquida.

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