Virsmas spriegojuma piemērs

The Virsmas spriegojums ir spēks, kas tiek iedarbināts uz mierīga šķidruma virsmu, lai neitralizētu uz tā balstītu vieglu priekšmetu svaru. Turklāt virsmas spraigumu var definēt kā Šķidruma spēks, lai nepieļautu, ka tas tiek sadalīts uz tā virsmas. Tas ir galvenais īpašums, kas satur konsekventus un stingrus ziepju burbuļus.

Šķidrumiem ir viena no galvenajām īpašībām fiksēts tilpums, kuru forma mainīsies atkarībā no konteinera, kurā tās atrodas. Šķidrumi pielāgojas trauka formai, vienmēr pēc gravitācijas aizņemot tā zemāko daļu. Tādā veidā tie atstāj brīvu virsmu, nevis pilnīgi plakanu, vai arī tie iegūst īpašas formas, piemēram, pilienus, burbuļus vai burbuļus.

Ir tādi Virsmas spēki, zvani Kohēzija un adhēzija, kas ir paskaidroti turpmāk:

Kohēzija: Tas ir tad, kad divas dažādas šķidruma virsmas ietekmē pievilkšanās spēks viens otram, kas tiek aktivizēts visattālākajās molekulās.

Pievienošanās: Tas ir tad, kad šķidrums tiek pievienots, piesaistot cietās vielas virsmu, kas šajā vietā izkliedējas.

Šie divi Virsmas spēki ir atbildīgi par dažādām bioloģiskām parādībām, pamatojoties uz virsmas spraiguma un kapilaritātes jēdzieniem.

Virsmas spraigums

Šķidrumā katru molekulu ieskauj vairāk molekulu; šādā veidā pievilcība visos virzienos tiek kompensēta katrā šķidruma punktā, izņemot virsmu, kur augšpusē nav nevienas molekulas, bet ir tikai gaiss, spēki tiek virzīti šķidrumā, tādējādi radot neto pievilcību šim saturam.

Tad šķidrumam ir tendence radīt kohēziju, kas ir tāda pati kā neizkliedēt, un samazināt tā virsmu, veidojot pilienus. Šķidruma virsmai būs filmas izturēšanās kas nodrošina izturību pret tā deformāciju un līdz ar to izturību pret lūzumiem.

Lai izmērītu šo kohēzijas spēku, tiek apsvērta stieples konstrukcija ar slīdošo pusi, kurā ievieto šķidruma slāni. Šīs struktūras vienkāršs salīdzinājums ir ar ziepju burbuļu pūšanas gredzenu, kurā jūs varat nedaudz paslīdēt vadu, lai gredzens būtu lielāks.

The šķidrums centīsies minimizēt virsmu, ko apzīmē ar S, bīdāmajā pusē pieliekot spēku F, ko var izmērīt. Tiek secināts, ka Spēka aprēķins paliek:

Kur γ ir virsmas spraigums, un l ir slīdošā kabeļa garums.

The Virsmas spriegums γ ir šķidruma īpašība. Spēks F būs atkarīgs no l, bīdāmā kabeļa garuma, bet ne no S virsmas. Faktors 2 tiek ieviests, jo ir divas virsmas, kas ir bīdāmās stieples iekšējā un ārējā virsma, kas saskaras ar šķidruma virsmu.

The Virsmas spriegums γ ir spēks uz garuma vienību, ko rada šķidruma virsma uz jebkuras līnijas, kas atrodas uz tās kā stiprinājuma mala.

Spēks, kas rodas no virsmas spriedzes, ir perpendikulāri virsmas līnijai un pieskaras tai.

Virsmas spriegumu γ var definēt arī kā Enerģija uz laukuma vienību kas nepieciešams laukuma palielināšanai, un tiek izteikts ar šādu formulu:

Tā kā virsmas veidošanai ir nepieciešama enerģija, šķidrumiem ir tendence samazināt to pakļauto laukumu attiecībā pret apkārtni. Šajā jautājumā ūdenstilpju, piemēram, ezeru, jūru un okeānu, virsmas mierīgā stāvoklī ir līdzenas.

Virsmas spraigums mēra Ņūtonā katru metru (N / m), un katrai vielai tas samazinās, pieaugot temperatūrai. Ūdens daudzums ir lielāks nekā vairumā šķidrumu, un tas ir saistīts arī ar to, ka tas ir viens no blīvākajiem šķidrumiem ar 1 g / cm³ blīvums.

Zemāk ir tabula ar dažu vielu vērtībām, kas raksturīgas virknei temperatūru.

Šķidrums	T (° C)	γ (N / m)
Hēlijs	-270	0.0002
Ūdeņradis	-255	0.002
Neons	-247	0.005
Skābeklis	-193	0.016
Etanols	20	0.022
Ziepjūdens	20	0.025
Ūdens	100	0.059
Ūdens	60	0.062
Ūdens	20	0.073
Ūdens	0	0.076
Dzīvsudrabs	20	0.465
Sudrabs	970	0.800

Virsmaktīvās vielas vai virsmaktīvās vielas

Dažreiz ir nepieciešams samazināt šķidruma virsmas spraigumu. Ir sasniegts tajā izšķīdinot vielas, kuras sauc par virsmaktīvām vielām vai virsmaktīvām vielām, kas veido virsmas plēvi, kuras molekulas tikko piesaista iekšējā šķidruma molekulas.

Pateicoties virsmaktīvajām vielām, attiecīgajam šķidrumam ir vieglāk samitrināties.

Virsmas spriegojuma piemēri

Ods, kas nolaižas uz ūdens, paliekot apturēts uz virsmas.

Putupolistirola vai putupolistirola plāksne, kas suspendēta ūdenī.

Ūdens loksne, kas veidojas uz gredzena pirms ziepju burbuļa pūšanas.

Vieglākās smilšu vai putekļu daļiņas, ja tās nemaisa, paliek suspendētas uz ūdens virsmas.

Kad glāzē ir ūdens un eļļa, starp abiem pēc blīvuma ir virsmas spraigums.

Kad aromatizēts dzēriens tiek ļoti kratīts, radītie burbuļi paliek uz virsmas, katrs no tiem ir iesaistīts kopējā virsmas spraigumā.

Ziepjūdens putās veļas mazgājamās mašīnas darbībā ir burbuļi un burbuļi, kas veidojas pirms skalošanas.

Kuģi izmanto šo ūdens īpašību, lai noturētos virs ūdens, pateicoties tam, ka tie gaisu ved iekšā. Tie ir kā peldošs burbulis uz ūdens virsmas.

Vējdēļi rada virsmas spraigumu, kad ūdens ir miera stāvoklī, un, kad notiek kustība, tie stingri turas.

Vārot svaigpienu, sākas krēma veidošana, kas konsolidējas, kad piens atdziest. Tas ir biezs tauku slānis virs šķidrās daļas.

Neaizmirstiet atstāt savus komentārus.