Príklad povrchového napätia

The Povrchové napätie je sila vyvíjaná na povrch kvapaliny, ktorá je v pokoji, pôsobiť proti hmotnosti ľahkého predmetu, ktorý na ňom spočíva. Ďalej možno povrchové napätie definovať ako Sila vyvíjaná kvapalinou, aby odolávala rozbitiu na jej povrchu. Je to hlavná vlastnosť, ktorá drží mydlové bubliny konzistentne a pevne.

Kvapaliny majú ako jednu zo svojich hlavných vlastností pevný objem, ktorých tvar sa bude líšiť podľa nádoby, ktorá ich obsahuje. Kvapaliny sa prispôsobujú tvaru nádoby, pričom jej najnižšiu časť vždy zaberajú gravitáciou. Týmto spôsobom nechávajú voľný povrch, ktorý nie je úplne plochý, alebo prijímajú špeciálne tvary, ako sú napríklad kvapky, bubliny alebo bubliny.

Tam sú potom Povrchové sily, volá Súdržnosť a adhézia, ktoré sú vysvetlené nižšie:

Súdržnosť: Je to vtedy, keď sú dva rôzne povrchy kvapaliny ovplyvnené vzájomnou príťažlivou silou, ktorá sa aktivuje v najvzdialenejších molekulách.

Pristúpenie: Je to vtedy, keď je kvapalina zabudovaná priťahovaním k povrchu pevnej látky a difunduje v tejto oblasti.

Títo dvaja Povrchové sily sú zodpovedné za rôzne biologické javy, založený na konceptoch povrchového napätia a kapilarity.

Povrchové napätie

V kvapaline je každá molekula obklopená ďalšími molekulami; týmto spôsobom sa príťažlivosť vo všetkých smeroch kompenzuje v každom bode kvapaliny, s výnimkou povrchu, na ktorom nie sú žiadne molekuly, ale iba vzduch, sily smerujú do kvapaliny, čím sa vytvára príťažlivosť pre daný obsah.

Kvapalina má potom tendenciu vytvárať súdržnosť, ktorá sa nerozptyľuje, a minimalizovať jej povrch a vytvárať kvapky. Povrch kvapaliny bude mať chovanie filmu ktorá ponúka odolnosť proti svojej deformácii, a teda odolnosť proti rozbitiu.

Na meranie tejto kohéznej sily sa uvažuje s drôtenou konštrukciou s posuvnou stranou, v ktorej je umiestnená vrstva kvapaliny. Jednoduché porovnanie tejto štruktúry je s vyfukovacím krúžkom na mydlové bubliny, v ktorom môžete drôtom trochu posunúť, aby sa krúžok zväčšil.

The kvapalina sa pokúsi minimalizovať povrch, označený S, vyvíjajúci na posuvnú stranu silu F, ktorú je možné merať. Dospelo sa k záveru, že výpočet sily zostáva:

Kde γ je povrchové napätie a l je dĺžka kábla, ktorý sa posúva.

The Povrchové napätie γ je vlastnosťou kvapaliny. Sila F bude závisieť od l, dĺžky posuvného kábla, ale nie od povrchu S. Faktor 2 sa zavádza preto, lebo existujú dva povrchy, ktorými sú vnútorný a vonkajší povrch posuvného drôtu, ktorý je v kontakte s povrchom kvapaliny.

The Povrchové napätie γ je sila na jednotku dĺžky vyvíjaná povrchom kvapaliny na ľubovoľnej linke, umiestnenej na nej ako upínacia hrana.

Sila pochádzajúca z povrchového napätia je kolmo na povrchovú čiaru a dotýka sa jej.

Povrchové napätie γ možno tiež definovať ako Energia na jednotku plochy ktorá je potrebná na zväčšenie plochy a je vyjadrená nasledujúcim vzorcom:

Pretože na vytvorenie povrchu je potrebná energia, majú kvapaliny tendenciu zmenšovať svoju exponovanú plochu vzhľadom na okolie. Z tohto dôvodu sú povrchy vodných plôch, ako sú jazerá, moria a oceány, v pokojnom stave ploché.

Povrchové napätie sa meria v Newtonoch každý meter (N / m)a pre každú látku klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Obsah vody je väčší ako vo väčšine tekutín a je to tiež spôsobené tým, že je to jedna z najhustejších tekutín s 1 g / cm³ hustota.

Ďalej je uvedená tabuľka s hodnotami niektorých látok typickými pre rad teplôt.

Kvapalina	T (° C)	γ (N / m)
Hélium	-270	0.0002
Vodík	-255	0.002
Neón	-247	0.005
Kyslík	-193	0.016
Etanol	20	0.022
Mydlová voda	20	0.025
Voda	100	0.059
Voda	60	0.062
Voda	20	0.073
Voda	0	0.076
Ortuť	20	0.465
Striebro	970	0.800

Povrchovo aktívne látky alebo povrchovo aktívne látky

Niekedy je potrebné znížiť povrchové napätie kvapaliny. Je dosiahnutý rozpustením látok nazývaných povrchovo aktívne látky alebo povrchovo aktívne látky, ktoré vytvárajú povrchový film, ktorého molekuly sotva priťahujú molekuly vnútornej kvapaliny.

Vďaka povrchovo aktívnym látkam sa predmetná kvapalina ľahšie navlhčí.

Príklady povrchového napätia

Komár, ktorý dopadá na vodu, zostáva zavesený na hladine.

Doska z polystyrénu alebo polystyrénu suspendovaná vo vode.

Vodná vrstva, ktorá sa vytvorí na krúžku pred vyfúknutím mydlovej bubliny.

Najľahšie častice piesku alebo prachu, ak nie sú miešané, zostávajú suspendované na povrchu vody.

Ak je v pohári voda a olej, vzniká medzi nimi hustota povrchového napätia.

Ak sa ochuteným nápojom veľa otriasa, vytvorené bubliny zostávajú na povrchu a každá z nich sa podieľa na celkovom povrchovom napätí.

Peny z mydlovej vody pri prevádzke práčky obsahujú bubliny a bubliny, ktoré sa tvoria pred opláchnutím.

Lode využívajú túto vlastnosť vody na to, aby zostali na hladine, vďaka tomu, že prenášajú vzduch dovnútra. Sú ako plávajúca bublina na povrchu vody.

Surfy vytvárajú povrchové napätie, keď je voda v pokoji, a keď je v nej pohyb, držia pevne.

Keď sa surové mlieko varí, začne sa vytvárať krém, ktorý sa pri ochladení mlieka konsoliduje. Je to hrubá vrstva tuku na vrchu tekutej časti.

Nezabudnite zanechať svoje komentáre.