ตัวอย่างแรงตึงผิว

แรงตึงผิวคือแรงที่กระทำต่อพื้นผิวของของเหลวที่อยู่นิ่งเพื่อต่อต้านน้ำหนักของวัตถุเบาที่วางอยู่บนนั้น นอกจากนี้ แรงตึงผิวยังสามารถกำหนดเป็น แรงที่กระทำโดยของเหลวเพื่อต้านทานการแตกบนพื้นผิวของมัน its. เป็นคุณสมบัติหลักที่ช่วยกักเก็บฟองสบู่ให้สม่ำเสมอและแน่นกระชับ

ของเหลวมีคุณสมบัติหลักอย่างหนึ่ง ปริมาณคงที่, ซึ่งรูปร่างจะแตกต่างกันไปตามภาชนะที่มีอยู่ ของเหลวจะปรับให้เข้ากับรูปร่างของภาชนะ โดยจะครอบครองส่วนต่ำสุดของภาชนะด้วยแรงโน้มถ่วงเสมอ ด้วยวิธีนี้ พวกเขาปล่อยให้พื้นผิวว่าง ไม่แบนทั้งหมด หรือใช้รูปทรงพิเศษ เช่น หยด ฟอง หรือฟองอากาศ

มีแล้ว แรงพื้นผิว, โทร การเกาะติดกันและการยึดเกาะซึ่งอธิบายไว้ด้านล่าง:

การติดต่อกัน: มันคือเมื่อพื้นผิวของเหลวที่แตกต่างกันสองอันได้รับผลกระทบจากแรงดึงดูดซึ่งกันและกันซึ่งถูกกระตุ้นในโมเลกุลชั้นนอกสุด

ภาคยานุวัติ: มันคือเมื่อของเหลวถูกรวมเข้าด้วยกันโดยการดึงดูดไปยังพื้นผิวของของแข็งที่กระจายตัวในบริเวณนั้น

สองคนนี้ แรงที่พื้นผิวมีส่วนรับผิดชอบต่อปรากฏการณ์ทางชีววิทยาต่างๆตามแนวคิดของแรงตึงผิวและเส้นเลือดฝอย

แรงตึงผิว

ในของเหลวแต่ละโมเลกุลล้อมรอบด้วยโมเลกุลมากขึ้น more

; ด้วยวิธีนี้ แรงดึงดูดในทุกทิศทางจะได้รับการชดเชยในทุกจุดของของเหลว ยกเว้นบนพื้นผิวที่ไม่มีโมเลกุลอยู่ด้านบน มีเพียงอากาศเท่านั้น แรงพุ่งเข้าสู่ของเหลวจึงเป็นการสร้างแรงดึงดูดสุทธิต่อเนื้อหานั้น

ของเหลวมีแนวโน้มที่จะเกาะติดกันซึ่งเหมือนกับไม่กระจายตัวและเพื่อลดพื้นผิวของมันทำให้เกิดหยด พื้นผิวของของเหลวจะมีพฤติกรรมเหมือนฟิล์ม ที่ต้านทานการเสียรูป ดังนั้นจึงทนทานต่อการแตกหัก

ในการวัด Cohesion Force จะพิจารณาโครงสร้างลวดที่มีด้านเลื่อนซึ่งวางชั้นของของเหลวไว้ การเปรียบเทียบอย่างง่ายของโครงสร้างนี้คือการใช้แหวนเป่าฟองสบู่ ซึ่งคุณสามารถเลื่อนลวดเล็กน้อยเพื่อทำให้แหวนใหญ่ขึ้น

ของเหลวจะพยายามทำให้พื้นผิวน้อยที่สุดกำหนดโดย S ออกแรง F ที่ด้านเลื่อนซึ่งสามารถวัดได้ สรุปได้ว่าการคำนวณของ Force ยังคงอยู่:

โดยที่ γ คือแรงตึงผิว และ l คือความยาวของสายเคเบิลที่เลื่อน

แรงตึงผิว γ เป็นสมบัติของของเหลว แรง F จะขึ้นอยู่กับ l ความยาวของสายเลื่อน แต่ไม่ใช่บนพื้นผิว S ปัจจัยที่ 2 ได้รับการแนะนำเนื่องจากมีพื้นผิวสองแบบคือด้านในและด้านนอกของลวดเลื่อนซึ่งสัมผัสกับของเหลว

แรงตึงผิว γ คือแรงต่อความยาวหน่วยที่กระทำโดยพื้นผิวของของเหลว บนเส้นใด ๆ ที่อยู่บนนั้นเป็นขอบหนีบ

แรงที่เกิดจากแรงตึงผิวคือ ตั้งฉากกับเส้นผิวและสัมผัสมัน.

แรงตึงผิว γ ยังสามารถกำหนดเป็น พลังงานต่อหน่วยพื้นที่ ที่จำเป็นในการเพิ่มพื้นที่และแสดงด้วยสูตรต่อไปนี้:

เนื่องจากพลังงานเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างพื้นผิว ของเหลวจึงมีแนวโน้มที่จะลดพื้นที่ที่สัมผัสได้เมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อม สำหรับเรื่องนี้พื้นผิวของแหล่งน้ำ เช่น ทะเลสาบ ทะเล และมหาสมุทรในสภาวะสงบจะราบเรียบ

แรงตึงผิว มีหน่วยวัดเป็นนิวตันในแต่ละเมตร (N/m)และสารแต่ละชนิดจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ปริมาณน้ำนั้นมากกว่าในของเหลวส่วนใหญ่ และยังเนื่องมาจากความจริงที่ว่ามันเป็นหนึ่งในของเหลวที่หนาแน่นที่สุดด้วย 1 g / cm³ ความหนาแน่น

ด้านล่างเป็นตารางที่มีค่าของสารบางชนิด ซึ่งเป็นแบบฉบับของอุณหภูมิแบบอนุกรม

ของเหลว	ที (° C)	γ (N / m)
ฮีเลียม	-270	0.0002
ไฮโดรเจน	-255	0.002
นีออน	-247	0.005
ออกซิเจน	-193	0.016
เอทานอล	20	0.022
น้ำสบู่	20	0.025
น้ำ	100	0.059
น้ำ	60	0.062
น้ำ	20	0.073
น้ำ	0	0.076
ปรอท	20	0.465
เงิน	970	0.800

สารลดแรงตึงผิวหรือสารลดแรงตึงผิว

บางครั้งจำเป็นต้องลดแรงตึงผิวของของเหลว จะประสบความสำเร็จ ละลายในสารที่เรียกว่าสารลดแรงตึงผิวหรือสารลดแรงตึงผิวซึ่งก่อตัวเป็นฟิล์มพื้นผิวที่โมเลกุลของของเหลวภายในดึงดูดแทบไม่ได้

ต้องขอบคุณสารลดแรงตึงผิวที่ทำให้ของเหลวที่เป็นปัญหาเปียกได้ง่ายขึ้น

ตัวอย่างของแรงตึงผิว

ยุงที่ตกลงบนน้ำและลอยอยู่บนผิวน้ำ

แผ่นโฟมหรือแผ่นโฟมลอยอยู่ในน้ำ

แผ่นน้ำที่ก่อตัวบนวงแหวนก่อนเป่าฟองสบู่

อนุภาคทรายหรือฝุ่นละอองที่เบาที่สุด หากไม่กระวนกระวาย จะยังคงลอยอยู่บนผิวน้ำ

เมื่อมีน้ำและน้ำมันในแก้ว จะมีแรงตึงผิวในการแยกระหว่างทั้งสองโดยความหนาแน่น

เมื่อเขย่าเครื่องดื่มปรุงแต่งเป็นจำนวนมาก ฟองที่เกิดขึ้นจะยังคงอยู่บนผิวน้ำ ซึ่งแต่ละฟองจะเกี่ยวข้องกับแรงตึงผิวทั้งหมด

น้ำสบู่ในการทำงานของเครื่องซักผ้ามีฟองสบู่และฟองสบู่ที่ก่อตัวขึ้นก่อนล้างออก

เรือใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของน้ำเพื่อให้ลอยได้ เนื่องจากพวกมันมีอากาศอยู่ภายใน พวกเขาเป็นเหมือนฟองอากาศที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ

กระดานโต้คลื่นสร้างแรงตึงผิวเมื่อน้ำนิ่ง และเมื่อมีการเคลื่อนไหว กระดานจะยึดแน่น

เมื่อต้มน้ำนมดิบ การสร้างครีมจะเริ่มขึ้น ซึ่งจะรวมเข้าด้วยกันเมื่อนมเย็นตัวลง เป็นชั้นไขมันหนาบนส่วนของเหลว

อย่าลืมที่จะแสดงความคิดเห็นของคุณ