Voorbeeld van oppervlaktespanning

De Oppervlaktespanning is de kracht die wordt uitgeoefend op het oppervlak van een vloeistof die in rust is, om het gewicht van een licht voorwerp dat erop rust tegen te gaan. Verder kan de oppervlaktespanning worden gedefinieerd als de Kracht uitgeoefend door een vloeistof om weerstand te bieden tegen breken op het oppervlak. Het is de belangrijkste eigenschap die zeepbellen vasthoudt, consistent en stevig.

Vloeistoffen hebben als een van hun belangrijkste eigenschappen een vast volume, waarvan de vorm zal variëren afhankelijk van de container die ze bevat. Vloeistoffen passen zich aan de vorm van de container aan en nemen altijd het laagste deel ervan in beslag door de zwaartekracht. Op deze manier laten ze een vrij oppervlak achter, niet helemaal vlak, of nemen ze speciale vormen aan zoals druppels, bubbels of bubbels.

Er zijn dan Oppervlaktekrachten, oproepen Cohesie en hechting, die hieronder worden uitgelegd:

Samenhang: Het is wanneer twee verschillende vloeistofoppervlakken worden beïnvloed door een aantrekkingskracht op elkaar, die wordt geactiveerd in de buitenste moleculen.

Toetreding: Het is wanneer een vloeistof wordt opgenomen door aantrekking tot het oppervlak van een vaste stof, die zich in dat gebied verspreidt.

Deze twee Oppervlaktekrachten zijn verantwoordelijk voor verschillende biologische fenomenen, gebaseerd op de concepten van oppervlaktespanning en capillariteit.

Oppervlaktespanning

In een vloeistof is elk molecuul omgeven door meer moleculen; op deze manier wordt de aantrekkingskracht in alle richtingen gecompenseerd op elk punt van de vloeistof, behalve op het oppervlak, waar er geen moleculen boven zijn, maar alleen lucht, krachten worden op de vloeistof gericht, waardoor een netto aantrekkingskracht op die inhoud ontstaat.

De vloeistof heeft dan de neiging om cohesie te maken, wat hetzelfde is als niet dispergeren, en om het oppervlak te minimaliseren, waardoor druppels worden gevormd. Het oppervlak van de vloeistof zal het gedrag van een film vertonen dat weerstand biedt tegen zijn vervorming, en dus weerstand tegen breken.

Om deze Cohesiekracht te meten wordt gedacht aan een draadstructuur met een glijdende zijde, waarin een laag vloeistof wordt geplaatst. Een simpele vergelijking van deze structuur is met een zeepbellenblaasring, waarin je de draad een beetje kunt schuiven om de ring groter te maken.

De vloeistof zal proberen het oppervlak te minimaliseren, aangeduid met S, die een kracht F uitoefent op de glijdende zijde, die kan worden gemeten. Er wordt geconcludeerd dat de berekening van de Kracht blijft:

Waarbij γ de oppervlaktespanning is en l de lengte van de kabel die schuift.

De Oppervlaktespanning γ is een eigenschap van de vloeistof. De kracht F hangt af van l, de lengte van de schuifkabel, maar niet van het oppervlak S. De factor 2 wordt geïntroduceerd omdat er twee oppervlakken zijn, namelijk de interne en de externe van de glijdraad, die in contact staat met die van de vloeistof.

De Oppervlaktespanning γ is de kracht per lengte-eenheid uitgeoefend door een oppervlak van een vloeistof op elke lijn, die zich daarop bevindt als een klemrand.

De kracht die voortkomt uit de oppervlaktespanning is loodrecht op de oppervlaktelijn en rakend daaraan.

De oppervlaktespanning γ kan ook worden gedefinieerd als de Energie per eenheidsgebied die nodig is om een ​​oppervlakte te vergroten, en wordt uitgedrukt met de volgende formule:

Omdat er energie nodig is om een ​​oppervlak te vormen, hebben vloeistoffen de neiging om hun blootgestelde oppervlak ten opzichte van de omgeving te verkleinen. Het is daarom dat de oppervlakken van waterlichamen zoals meren, zeeën en oceanen in een kalme toestand vlak zijn.

Oppervlaktespanning wordt gemeten in Newton per meter (N/m), en voor elke stof neemt het af met toenemende temperatuur. Die van water is groter dan in de meeste vloeistoffen, en is ook te wijten aan het feit dat het een van de dichtste vloeistoffen is, met 1 g / cm³ dichtheid.

Hieronder staat een tabel met de waarden van enkele stoffen, typisch voor een reeks temperaturen.

Vloeistof	T (°C)	γ (N/m)
Helium	-270	0.0002
Waterstof	-255	0.002
Neon	-247	0.005
Zuurstof	-193	0.016
ethanol	20	0.022
Zeep water	20	0.025
Water	100	0.059
Water	60	0.062
Water	20	0.073
Water	0	0.076
Kwik	20	0.465
Zilver	970	0.800

Oppervlakteactieve stoffen of oppervlakteactieve stoffen

Soms is het nodig om de oppervlaktespanning van een vloeistof te verlagen. Is bereikt het oplossen van stoffen die oppervlakteactieve stoffen of oppervlakteactieve stoffen worden genoemd, die een oppervlaktefilm vormen waarvan de moleculen nauwelijks worden aangetrokken door de moleculen van de binnenvloeistof.

Dankzij oppervlakteactieve stoffen wordt de vloeistof in kwestie gemakkelijker nat.

Voorbeelden van oppervlaktespanning

De mug die op het water landt en aan de oppervlakte blijft hangen.

Een piepschuim of piepschuim plaat opgehangen in water.

Het watervel dat zich op de ring vormt voordat een zeepbel wordt geblazen.

De lichtste zand- of stofdeeltjes blijven, als ze niet worden geroerd, op het wateroppervlak zweven.

Wanneer er water en olie in een glas zitten, is er oppervlaktespanning in de scheiding tussen de twee door dichtheid.

Wanneer een gearomatiseerde drank veel wordt geschud, blijven de gegenereerde bubbels aan het oppervlak, elk betrokken bij de totale oppervlaktespanning.

Het schuim van zeepsop bij de werking van een wasmachine heeft bellen en bellen die zich vormen voordat ze worden gespoeld.

Schepen profiteren van deze eigenschap van water om te blijven drijven, dankzij het feit dat ze lucht naar binnen vervoeren. Ze zijn als een zwevende bel op het wateroppervlak.

Surfplanken creëren oppervlaktespanning wanneer het water stil is, en wanneer er beweging is, blijven ze stabiel.

Wanneer rauwe melk wordt gekookt, begint de vorming van een room, die wordt geconsolideerd wanneer de melk afkoelt. Het is een dikke laag vet bovenop het vloeibare gedeelte.

Vergeet niet uw opmerkingen achter te laten.