Was ist Oberflächenspannung?

Oberflächenspannung ist die Kohäsionskraft, die durch die Moleküle einer Flüssigkeit gezeigt wird.Diese Kraft lässt die Oberfläche einer Flüssigkeit in einem Maße, in dem Außenkräfte auf sie ausgewendet werden, zu widerstehen.Es ist dieser Widerstand, der zum Beispiel einen Büroclip auf der Oberfläche eines Glass Wasser schwimmt, obwohl die Büroklammer eine Dichte größer als das Wasser hat.Die Oberflächenspannung variiert je nach Flüssigkeit und mit anderen Faktoren wie Temperatur.

Die Tendenz einer Flüssigkeit, die Eigenschaft der Oberflächenspannung zu zeigen, ergibt sich aus der Anziehung, dass die Moleküle einer Flüssigkeit für einander haben.Innerhalb der Flüssigkeit ist jedes Molekül von anderen Molekülen umgeben und zieht jedes andere umgebende Molekül gleichermaßen an, was zu einer Nettokraft von Null führt.Die Moleküle an der Oberfläche der Flüssigkeit sind jedoch von anderen Molekülen nicht in alle Richtungen umgeben.Sie ziehen stärker an den in ihrer Nähe befindlichen Molekülen und erzeugen Oberflächenspannungen.

Wassertröpfchen bilden sich aufgrund der Oberflächenspannung, und die Oberflächenspannung ermöglicht es auch Luft, Blasen in einer Flüssigkeit zu bilden.Da Moleküle auf der Oberfläche eines flüssigen Ziehens an anderen Molekülen an der Oberfläche ein Flüssigkeitsvolumen im Raum neigen, um eine Kugel zu bilden, und in Abwesenheit von Schwerkraft Wassertropfen perfekte Kugeln bilden.Dies tritt auf, weil eine Kugel die Form ist, die die kleinstmögliche Oberfläche für ein bestimmtes Volumen aufweist.Wenn zwei kleine Tröpfchen ohne Schwerkraft kollidieren, führt die Anziehungskraft der Moleküle für andere Moleküle dazu, die Tröpfchen zu einem größeren Tröpfchen zu kombinieren.Diese Tendenz kann manchmal auch unter Standard -Erdgravitation beobachtet werden.

Die längliche Form der Regentropfen ist auf die Schwerkraft an den Tröpfchen zurückzuführen.Die Oberflächenspannung ist tendenziell eine sehr schwache Kraft, so dass die Tröpfchen leicht durch die Schwerkraft oder andere Kräfte wie Zentripetal- oder Zentrifugalkräfte deformiert werden.Einige Insekten und sogar Tiere haben sich jedoch angepasst, um diese Kraft auszunutzen, obwohl dies jedoch schwach ist.Wasserwanzen und kleine Eidechsen, die als Basilisken bezeichnet werden, verlassen sich tatsächlich auf die Oberflächenspannung von Wasser, um darauf zu gehen, ohne zu sinken.

Die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit, die normalerweise als Dynes pro Zentimeter ausgedrückt wird, ist die Kraftmenge, die erforderlich ist, um die Oberfläche einer bestimmten Flüssigkeit über einen linearen Abstand von einem Zentimeter zu brechen.Ein Dyne ist eine Energieeinheit oder Kraft, die als die Energiemenge definiert ist, die erforderlich ist, um einen Gramm Masse mit einer Geschwindigkeit von einem Zentimeter pro Sekunde zu beschleunigen.Ein Dyne entspricht auch der internationalen Standardeinheit (SI) des Micro-Newton.