Τι είναι η επιφανειακή τάση;

Η επιφανειακή τάση είναι η δύναμη της συνοχής που εμφανίζεται από τα μόρια ενός υγρού.Αυτή η δύναμη επιτρέπει στην επιφάνεια ενός υγρού να αντισταθεί, σε ένα βαθμό, εξωτερικές δυνάμεις που εφαρμόζονται σε αυτό.Είναι αυτή η αντίσταση που επιτρέπει για παράδειγμα, ένα κλιπ χαρτιού να επιπλέει στην επιφάνεια ενός ποτήρι νερού, παρόλο που το κλιπ χαρτιού έχει πυκνότητα μεγαλύτερη από το νερό.Η επιφανειακή τάση ποικίλλει, ανάλογα με το υγρό και με άλλους παράγοντες όπως η θερμοκρασία.

Η τάση ενός υγρού που παρουσιάζει την ιδιότητα της επιφανειακής τάσης προκύπτει από την έλξη που έχουν τα μόρια ενός υγρού για το άλλο.Μέσα στο υγρό, κάθε μόριο περιβάλλεται από άλλα μόρια και το καθένα προσελκύει κάθε άλλο περιβάλλον μόριο εξίσου, με αποτέλεσμα μια καθαρή δύναμη μηδέν.Τα μόρια στην επιφάνεια του υγρού, ωστόσο, δεν περιβάλλονται σε όλες τις κατευθύνσεις από άλλα μόρια.Τραβήνουν πιο έντονα τα μόρια που βρίσκονται κοντά τους, δημιουργώντας επιφανειακή τάση.

Τα σταγονίδια νερού σχηματίζονται λόγω της επιφανειακής τάσης και η επιφανειακή τάση επιτρέπει επίσης στον αέρα να σχηματίζει φυσαλίδες σε υγρό.Καθώς τα μόρια στην επιφάνεια ενός υγρού τραβήξτε σε άλλα μόρια στην επιφάνεια, ένας όγκος υγρού στο διάστημα θα τείνει να σχηματίζει μια σφαίρα και, ελλείψει βαρύτητας, τα σταγονίδια νερού σχηματίζουν τέλειες σφαίρες.Αυτό συμβαίνει επειδή μια σφαίρα είναι το σχήμα που έχει τη μικρότερη δυνατή επιφάνεια για έναν δεδομένο όγκο.Όταν δύο μικρά σταγονίδια συγκρούονται ελλείψει βαρύτητας, η έλξη των μορίων για άλλα μόρια τείνει να προκαλέσει τα σταγονίδια να συνδυάζονται σε ένα μεγαλύτερο σταγονίδιο.Αυτή η τάση μπορεί μερικές φορές να παρατηρηθεί και κάτω από τη βαρύτητα της Γης.

Το επιμηκυμένο σχήμα των σταγόνων σταγόνων βροχής οφείλεται στην έλξη της βαρύτητας στα σταγονίδια.Η επιφανειακή τάση τείνει να είναι μια πολύ αδύναμη δύναμη, έτσι τα σταγονίδια παραμορφώνονται εύκολα από βαρύτητα ή άλλες δυνάμεις όπως οι κεντρικές ή φυγοκεντρικές δυνάμεις.Ορισμένα έντομα και ακόμη και τα ζώα έχουν προσαρμοστεί για να επωφεληθούν από αυτή τη δύναμη, ωστόσο, αδύναμα αν και μπορεί να είναι.Τα σφάλματα νερού και οι μικρές σαύρες που ονομάζονται βασιλίσκοι βασίζονται στην επιφανειακή τάση του νερού για να περπατήσουν σε αυτό χωρίς να βυθίζονται.

Η επιφανειακή τάση ενός υγρού, που συνήθως εκφράζεται ως dynes ανά εκατοστό, είναι η ποσότητα δύναμης που απαιτείται για να σπάσει η επιφάνεια ενός συγκεκριμένου υγρού σε γραμμική απόσταση ενός εκατοστού.Ένα dyne είναι μια μονάδα ενέργειας ή δύναμης που ορίζεται ως η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός γραμμάριου μάζας με ρυθμό ενός εκατοστού ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο.Ένα Dyne είναι επίσης ίσο με τη μονάδα International Standard (SI) του Micro-Newton.