Definícia povrchového napätia a jeho príčiny

Čo je povrchové napätie a ako funguje

Aminart/Getty Images

Definícia povrchového napätia

Povrchové napätieje fyzikálna vlastnosť rovnajúca sa množstvu sily na jednotku plochy potrebnej na rozšírenie povrchu a kvapalina . Je to tendencia povrchu tekutiny zaberať najmenšiu možnú povrchovú plochu. Hlavným faktorom je povrchové napätie v kapilárnom pôsobení . Pridanie látok nazývaných povrchovo aktívne látky môže znížiť povrchové napätie kvapaliny. Napríklad pridanie čistiaceho prostriedku do vody znižuje jej povrchové napätie. Zatiaľ čo korenie posypané vodou pláva, korenie posypané vodou so saponátom klesne.
Sily povrchového napätiasú kvôli medzimolekulové sily medzi kvapalinou molekuly na vonkajších hraniciach kvapaliny.

Jednotkami povrchového napätia sú buď energia na jednotku plochy alebo sila na jednotku dĺžky.

Príklady povrchového napätia

• Povrchové napätie umožňuje niektorému hmyzu a iným malým živočíchom, ktoré sú hustejšie ako voda, prejsť po jeho povrchu bez toho, aby sa potopili.
• Zaoblený tvar kvapiek vody na povrchu je spôsobený povrchovým napätím.
• Slzy vínavytvárajú riavy na pohári alkoholického nápoja (nielen vína) v dôsledku interakcie medzi rôznymi hodnotami povrchového napätia etanolu a vody a rýchlejšiemu odparovaniu alkoholu v porovnaní s vodou.
• Olej a voda sa oddeľujú kvôli napätiu medzi dvoma rozdielnymi kvapalinami. V tomto prípade je výraz „medzifázové napätie“, ale je to jednoducho druh povrchového napätia medzi dvoma kvapalinami.

Ako funguje povrchové napätie

Na rozhraní medzi kvapalinou a atmosférou (zvyčajne vzduchom) sa molekuly kvapaliny navzájom viac priťahujú ako molekuly vzduchu. Inými slovami, sila súdržnosti je väčšia ako sila adhézie. Pretože tieto dve sily nie sú v rovnováhe, povrch možno považovať za napätý, ako keby bol obklopený elastickou membránou (odtiaľ termín „povrchové napätie“. Čistý účinok súdržnosti verzus priľnavosť je taký, že dochádza k vnútornému sila na povrchovú vrstvu, pretože vrchná vrstva molekuly nie je zo všetkých strán obklopená kvapalinou.

Voda má obzvlášť vysoké povrchové napätie, pretože molekuly vody sú navzájom priťahované svojou polaritou a sú schopné vytvárať vodíkové väzby.