الجديد

تعريف التوتر السطحي والأسباب

تعريف التوتر السطحي والأسباب

تعريف التوتر السطحي

التوتر السطحي هو خاصية فيزيائية تساوي مقدار القوة لكل وحدة مساحة ضرورية لتوسيع سطح السائل. إنه ميل السطح السائل لشغل أصغر مساحة ممكنة. التوتر السطحي هو عامل رئيسي في العمل الشعري. إضافة مواد تسمى السطحي يمكن أن تقلل من التوتر السطحي للسائل. على سبيل المثال ، تؤدي إضافة المنظفات إلى الماء إلى تقليل توتر السطح. بينما يرش الفلفل على الماء يطفو الفلفل على الماء مع المنظفات.
قوى التوتر السطحي ناتجة عن قوى الجزيئات بين جزيئات السائل عند الحدود الخارجية للسائل.

وحدات التوتر السطحي هي إما طاقة لكل وحدة مساحة أو قوة لكل وحدة طول.

أمثلة على التوتر السطحي

  • يسمح التوتر السطحي لبعض الحشرات والحيوانات الصغيرة الأخرى ، الأكثر كثافة من الماء ، بالسير عبر سطحها دون أن تغرق.
  • يرجع الشكل المستدير لقطرات الماء على السطح إلى توتر السطح.
  • الدموع من النبيذ تشكل شقوق على كوب من المشروبات الكحولية (وليس فقط النبيذ) بسبب التفاعل بين قيم التوتر السطحي المختلفة للإيثانول والماء والتبخر الأسرع للكحول مقارنة بالماء.
  • النفط والماء منفصل بسبب التوتر بين اثنين من السوائل المختلفة. في هذه الحالة ، يكون المصطلح "توتر واجهة" ، لكنه ببساطة نوع من التوتر السطحي بين اثنين من السوائل.

كيف يعمل التوتر السطحي

عند التفاعل بين السائل والغلاف الجوي (الهواء عادة) ، تنجذب الجزيئات السائلة إلى بعضها البعض أكثر من جزيئات الهواء. بمعنى آخر ، قوة التماسك أكبر من قوة الالتصاق. نظرًا لأن القوتين غير متوازنتين ، يمكن اعتبار السطح تحت التوتر ، كما لو كان محاطًا بغشاء مرن (ومن هناه مصطلح "التوتر السطحي". والتأثير الصافي للتماسك مقابل الالتصاق هو أن هناك الداخل القوة في الطبقة السطحية ، وذلك لأن الطبقة العليا للجزيء ليست محاطة بسائل من جميع الجوانب.

الماء ذو ​​توتر سطحي مرتفع خاصة لأن جزيئات الماء تنجذب إلى بعضها البعض من خلال قطبية وقادرة على الانخراط في رابطة الهيدروجين.