Hva er årsaken til Surface Tension?

Noen ganger de minste kreftene i naturen er ansvarlig for dramatiske resultater. Overflatespenning er et slikt eksempel. Denne karakteristikken av væsker, forårsaket av molekylær attraksjon, er ansvarlig for utformingen av regndråper og dannelse av bobler, samt påvirker måten du vaske klærne dine. Mens alle væsker vise dette naturlig egenskap, besitter vann en uvanlig høy grad av overflatespenning.

Generelt Surface Tension

Alle væsker vise overflatespenningen til en viss grad. Spenningen er skapt av molekylær samhold. Denne kohesjon fører til lignende molekyler å bli tiltrukket til hverandre. Under overflaten av en væske, er molekyler trekkes likt i alle retninger ved samlende kraft. Imidlertid, på overflaten, molekylene av væsken blir bare trukket i en sideveis og nedadgående retning. Den sideveis tiltrekning mellom molekylene skaper overflatespenning.

Overflatespenningen i vann

I tillegg til den naturlige tiltrekning mellom molekylene, vannmolekylene oppviser en annen type av kraft som påvirker overflatespenningen. Hvert vannmolekyl består av to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Hydrogenatomene danner svake hydrogenbindinger mellom molekylene. Disse bindinger er høy energi, noe som resulterer i en høyere overflatespenning for vann enn de fleste væsker.

Resultater av Surface Tension

Overflatespenning bevirker at overflaten av en væske for å oppføre seg som en tynn elastisk film. Overflaten strekker seg frem til den kohesive styrke mellom molekylene overskrides. Dette ligner på en marmor suspendert på en strukket stykke toalettpapir. Dette er hvordan insekter er i stand til å gå på vannet. De utøver mindre nedadrettet kraft enn det som kreves for å bryte den vannoverflatespenningen. Overflatespenningen fører også til dråper av en væske for å danne inn i kuleform, som representerer den minst mulige areal.

Måling Surface Tension

Overflatespenningen i en væske er målt i enheter av kraft per lengdeenhet. Vanligvis blir dyn pr centimeter anvendt. Dette tiltaket representerer den kraft som kreves for å bryte overflatespenningen til en væske. Vann har en overflatespenning på 72,8 dyn / cm, mens etanol har en overflatespenning på bare 22,1 dyn / cm.

Effekter av temperatur og tilsetningsstoffer

Overflatespenning avtar etter hvert som temperaturen av en væske øker. Dette er fordi de kohesive krefter mellom molekylene avtar når molekyl aktivitet øker. Dette er grunnen til varmt vann renser klær bedre enn kaldt vann. Den lavere overflatetemperatur på varmtvannet gjør at vannet absorberes lettere inn i stoffet og flekken. Additiver, slik som såpe, ytterligere redusere vannets overflatespenning ved å redusere styrken av hydrogenbindinger.

Bruk av Surface Tension

Væsker med høyere overflatespenninger er lett forvandles til aerosoler. Dette er viktig for industrielle applikasjoner og helse. Overflatespenning blir også brukt til å lage materiale danner i industrien. For eksempel, gjør det mulig for bly høye overflatespenning at den lett kan formes til runde pellets.