Επιφανειακή τάση

Η ελκτική δύναμη που ασκείται στα επιφανειακά μόρια ενός υγρού από τα μόρια κάτω από την επιφάνεια τείνει να έλκει τα επιφανειακά μόρια στο μεγαλύτερο μέρος του υγρού και κάνοντας το υγρό να πάρει το σχήμα με τη μικρότερη επιφάνεια ονομάζεται επιφανειακή τάση. Η επιφανειακή τάση του νερού βοηθά τα πλάσματα κυρίως της κατηγορίας των εντόμων, όπως τα θαλάσσια ποδήλατα να περπατούν ή να επιπλέουν στο νερό. Βοηθά επίσης το νερό να ανεβάσει τον ιστό ξυλώματος των ανώτερων φυτών χωρίς να διασπαστεί, αυτές είναι μερικές εφαρμογές επιφανειακής τάσης στην καθημερινή ζωή.

Τύπος

Η επιφανειακή τάση δίνεται από την εξίσωση S =(ρhga/2) όπου S είναι η επιφανειακή τάση, ρ (ή rho) είναι η πυκνότητα του υγρού που πρόκειται να μετρηθεί, h είναι το ύψος του υγρού που ανεβαίνει στο σωλήνα, g είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας που επενεργεί στο υγρό που είναι 9,8 m/s2 και a είναι η ακτίνα του τριχοειδούς σωλήνα.

Επίδραση των απορρυπαντικών στην επιφανειακή τάση

Όταν εφαρμόζεται απορρυπαντικό στο νερό, μειώνει την επιφανειακή τάση του νερού. Τα επιφανειοδραστικά είναι ενώσεις που μειώνουν την επιφανειακή τάση του νερού διαχωρίζοντας τα μόρια του νερού το ένα από το άλλο. Η επιφανειακή τάση στην περιοχή όπου εγχέεται η επιφανειοδραστική ουσία μειώνεται σε αυτή τη δραστηριότητα και η υψηλότερη επιφανειακή τάση μπροστά από τη σχεδία τραβά τη σχεδία προς τα εμπρός. Η επιφανειακή τάση πέφτει καθώς το απορρυπαντικό διανέμεται στο νερό και η σχεδία σταματά τελικά να κινείται καθώς δεν υπάρχει πλέον διαφορά στην επιφανειακή τάση.

Επιφανειακή τάση του νερού μέσω τριχοειδούς ανύψωσης

Η τριχοειδική άνοδος είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο υγρό ανεβαίνει ή πέφτει αυθόρμητα σε ένα στενό χώρο, όπως ένα λεπτό σωλήνα. Η προσκόλληση των δυνάμεων του νερού στα τοιχώματα ενός αγγείου θα δημιουργήσει μια ανοδική δύναμη στο υγρό στις άκρες και θα έχει ως αποτέλεσμα έναν μηνίσκο που στρέφεται προς τα πάνω και στη συνέχεια η επιφανειακή τάση θα δράσει για να κρατήσει την επιφάνεια ως έχει, και στη συνέχεια η τριχοειδής δράση θα συμβεί όταν η προσκόλληση στα τοιχώματα είναι ισχυρότερη από τις συνεκτικές δυνάμεις έλξης μεταξύ των μορίων του υγρού και, ως εκ τούτου, το νερό θα ανέβει μέσα στον τριχοειδή σωλήνα λόγω της προσκόλλησης μεταξύ των μορίων του νερού και των γυάλινων τοιχωμάτων του τριχοειδούς σωλήνα. Αυτή η πρόσφυση, μαζί με την επιφανειακή τάση στο νερό, παράγει ένα αποτέλεσμα που ονομάζεται τριχοειδές. Οι παράγοντες που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της τριχοειδούς ανόδου είναι η διάμετρος του τριχοειδούς σωλήνα, η γωνία επαφής μεταξύ του υγρού και της επιφάνειας στην οποία προσφύεται, η πυκνότητα του υγρού και το ιξώδες του υγρού.

Συμπέρασμα

Η επιφανειακή τάση του νερού είναι 72 mN/m σε θερμοκρασία δωματίου και είναι μια από τις υψηλότερες επιφανειακές τάσεις για οποιοδήποτε υγρό. Υπάρχει μόνο ένα υγρό που έχει μεγαλύτερη επιφανειακή τάση από το νερό και αυτό είναι ο υδράργυρος που είναι ένα υγρό μέταλλο με επιφανειακή τάση 500 mN/m. Στη διεπιφάνεια, τα μόρια υγρού έχουν μόνο τα μισά από τα γειτονικά υγρά μόρια σε σύγκριση με τον όγκο του υγρού. Αυτό κάνει το μόριο να συνδέεται πιο έντονα με τα μόρια στις πλευρές του και προκαλεί μια καθαρή δύναμη έλξης προς τα μέσα προς το υγρό. Η δύναμη αυτή αντιστέκεται κυρίως στο σπάσιμο της επιφάνειας και ονομάζεται επιφανειακή τάση. Όσο ισχυρότερη είναι η συνεκτική δύναμη έλξης, τόσο ισχυρότερη είναι η επιφανειακή τάση. Το μόριο του νερού έχει δύο άτομα υδρογόνου που συνδέονται με ένα άτομο οξυγόνου με τη βοήθεια ομοιοπολικού δεσμού και λόγω της υψηλής ηλεκτραρνητικότητας του οξυγόνου. θα έχει μεγάλο μέρος του αρνητικού φορτίου στις πλευρές του, ενώ το υδρογόνο θα είναι πιο θετικά φορτισμένο που θα προκαλέσει ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ του ατόμου υδρογόνου σε ένα μόριο και του ατόμου οξυγόνου σε ένα άλλο μόριο και οι δεσμοί που σχηματίζονται ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου. είναι κυρίως ισχυρές δυνάμεις συνοχής μεταξύ των μορίων του νερού και υψηλή επιφανειακή τάση του νερού.