Επιφανειακή τάση και Επιφανειακή Ενέργεια
Όλη η ύλη αποτελείται από μόρια και κάθε μόριο έχει ποικίλους βαθμούς έλξης στα μόρια γύρω του. Εξαιτίας αυτής της διαμοριακής έλξης, τα μόρια στο ποτό σας, ή ακόμα και ο πάγος στο ποτό σας, μένουν μαζί σε ένα ποτήρι ή ως λακκούβα στην επιφάνεια του τραπεζιού αντί να παρασύρονται στον αέρα. Η επιφανειακή τάση ενός υγρού είναι η δύναμη έλξης των μορίων που υπάρχουν στην επιφάνειά του το ένα προς το άλλο. Η επιφανειακή ενέργεια είναι η ανάλογη ελκτική δύναμη που υπάρχει μεταξύ των μορίων στην επιφάνεια μιας στερεής ουσίας. Αυτή η ελκτική δύναμη είναι υπεύθυνη για τη συγκράτηση ενός υλικού μαζί σε μια συνεκτική μορφή.
Επιφανειακή τάση
Η επιφανειακή τάση είναι το χαρακτηριστικό οποιασδήποτε υγρής επιφάνειας που εκτίθεται σαν να ήταν μια τεντωμένη ελαστική μεμβράνη. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί στη χονδρικά σφαιρική μορφή των μικροσκοπικών σταγονιδίων υγρού και των φυσαλίδων σαπουνιού. Ορισμένα έντομα μπορεί να επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού λόγω αυτού του χαρακτηριστικού. Οι δυνάμεις επιφανειακής τάσης δεν είναι ίδιες με τις δυνάμεις βαρύτητας. Η σημαντική διάκριση είναι ότι οι βαρυτικές δυνάμεις κλιμακώνονται με τη μάζα, επομένως η βαρυτική δύναμη μεταξύ δύο μορίων είναι μικρή έως μηδενική. Όλοι είμαστε προσκολλημένοι στη Γη τόσο σφιχτά επειδή η υδρόγειος έχει τόσο μεγάλη μάζα που μας ασκεί μια ισχυρή βαρυτική έλξη. Από την άλλη πλευρά, προκαλείται από την έλξη αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων που προκαλούνται από τη διασπορά ηλεκτρονίων γύρω από τα μόρια. Η επιφανειακή τάση είναι η δύναμη που απαιτείται για να ξεπεραστούν αυτές οι έλξεις και να διαχωριστούν τα μόρια στην επιφάνεια ενός υγρού. Ωστόσο, εάν σχεδιάσετε μια φανταστική γραμμή στην επιφάνεια ενός υγρού φιλμ ή φυσαλίδας και στη συνέχεια προσπαθήσετε να το τραβήξετε, η δύναμη που απαιτείται για να τραβήξετε και χωρίζουμε το υγρό σε αυτή τη γραμμή, διαιρούμενο με το μήκος της γραμμής, είναι η επιφανειακή τάση του υγρού.Τύπος
Η επιφανειακή τάση περιγράφεται μαθηματικά ως η δύναμη (F) που επενεργεί στην επιφάνεια και το μήκος (l) της επιφάνειας, επομένως δίνεται ως:T = F / l.
Η επιφανειακή τάση ορίζεται μερικές φορές ως η αναλογία της εργασίας που έγινε (W) προς τη μεταβολή της επιφάνειας (Α).
T = W / A.
Έχει τη μονάδα SI N/m ή J/m και τον τύπο διαστάσεων [M L T-].
Επιφανειακή ενέργεια
Η επιφανειακή ενέργεια ποσοτικοποιεί το σπάσιμο των διαμοριακών συνδέσεων που παράγονται από την ανάπτυξη της επιφάνειας. Είναι επίσης γνωστό ως ελεύθερη επιφανειακή ενέργεια και ελεύθερη διεπιφανειακή ενέργεια. Η εργασία που γίνεται ανά μονάδα επιφάνειας από τη δύναμη που δημιουργεί τη νέα επιφάνεια είναι γνωστή ως επιφανειακή ενέργεια. Όταν η ελεύθερη επιφάνεια ενός υγρού ανυψώνεται, πρέπει να καταβληθεί προσπάθεια για να ξεπεραστεί η δύναμη της επιφανειακής τάσης. Στην υγρή επιφάνεια, το έργο αυτό αποθηκεύεται ως δυναμική ενέργεια. Επιφανειακή ενέργεια είναι η αυξημένη δυναμική ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας μιας ελεύθερης επιφάνειας υγρού.Τύπος
Επιφανειακή Ενέργεια =Ενέργεια/ΠεριοχήΕπιφανειακή Ενέργεια (Ε) =S x ΔA,
Όπου S είναι επιφανειακή τάση και ΔA είναι το εμβαδόν επιφανείας αυξημένο.
Διαφορά μεταξύ επιφανειακής τάσης και επιφανειακής ενέργειας
| S.NO | Επιφανειακή τάση | Επιφανειακή ενέργεια |
| 1 | Η δύναμη παράλληλη στην επιφάνεια που είναι κάθετη σε μια γραμμή μοναδιαίου μήκους που χαράσσεται στην επιφάνεια ορίζεται ως επιφανειακή τάση. | Η επιφανειακή ενέργεια ορίζεται ως η διαφορά ενέργειας μεταξύ του κύριου όγκου μιας ουσίας και της επιφάνειάς της. |
| 2 | Η επιφανειακή τάση μετριέται σε μονάδες Nm-1 και Jm-2. | Η επιφανειακή ενέργεια μετριέται σε μονάδες Jm-2 |
| 3 | Η επιφανειακή τάση μετράται σε ευθεία γραμμή | Η επιφανειακή ενέργεια μετριέται σε μια περιοχή |
| 4 | Η επιφανειακή τάση αναφέρεται στις ελκυστικές έλξεις των υγρών μορίων | η επιφανειακή ενέργεια αναφέρεται στις ίδιες αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων ενός στερεού υλικού |
Τι είναι το τριχοειδές;
Όταν ένας λεπτός σωλήνας βυθίζεται στο νερό, το νερό ανεβαίνει σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο μέσα στο σωλήνα. Αυτό το είδος σωλήνα είναι γνωστό ως τριχοειδής σωλήνας και τα φαινόμενα που περιγράφει είναι γνωστά ως τριχοειδές φαινόμενο. Το φαινόμενο του μηνίσκου είναι ένας άλλος όρος για το τριχοειδές φαινόμενο. Η δύναμη επιφανειακής τάσης προκαλεί το τριχοειδές φαινόμενο. Η τριχοειδική άνοδος και η κατάθλιψη εμφανίζονται ως αποτέλεσμα της διαμοριακής συνοχής και προσκόλλησης. Η δύναμη της πρόσφυσης μεταξύ της επιφάνειας του σωλήνα και ενός μορίου νερού είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη της συνοχής μεταξύ των μορίων του νερού. Ως αποτέλεσμα, τα μόρια του νερού στην επιφάνεια του σωλήνα έχουν μια κοίλη μορφή.Σε ένα σωλήνα μικροσκοπικής διαμέτρου, το βάρος του υγρού μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί
=περιοχή του σωλήνα ×ανύψωση ή πτώση ×ειδικό βάρος
=(π/4 ×d×h) w
