Wat is oppervlaktespanning?

Oppervlaktespanning is de cohesiekracht die wordt getoond door de moleculen van een vloeistof.Met deze kracht kan het oppervlak van een vloeistof zich tot op zekere hoogte weerstaan, externe krachten die erop worden uitgeoefend.Het is deze weerstand waarmee bijvoorbeeld een papieren clip op het oppervlak van een glas water kan drijven, hoewel de papieren clip een dichtheid heeft die groter is dan het water.De oppervlaktespanning varieert, afhankelijk van de vloeistof, en met andere factoren zoals temperatuur.

De neiging van een vloeistof om de eigenschap van oppervlaktespanning te vertonen, komt voort uit de aantrekkingskracht die de moleculen van een vloeistof voor elkaar hebben.Binnen de vloeistof wordt elk molecuul omgeven door andere moleculen en trekt elk elk ander omliggende molecuul gelijkelijk aan, wat resulteert in een netto kracht van nul.De moleculen aan het oppervlak van de vloeistof zijn echter niet in alle richtingen omgeven door andere moleculen.Ze trekken sterker aan de moleculen die in de buurt zijn, waardoor oppervlaktespanning ontstaat.

Waterdruppeltjes vormen zich vanwege oppervlaktespanning en oppervlaktespanning kan ook lucht bubbels in een vloeistof vormen.Aangezien moleculen op het oppervlak van een vloeistof op andere moleculen aan het oppervlak trekken, zal een volume vloeistof in de ruimte de neiging hebben een bol te vormen en, in afwezigheid van zwaartekracht, vormen waterdruppeltjes perfecte bollen.Dit gebeurt omdat een bol de vorm is die het kleinst mogelijke oppervlak heeft voor een bepaald volume.Wanneer twee kleine druppeltjes botsen in de afwezigheid van zwaartekracht, heeft de aantrekkingskracht van de moleculen voor andere moleculen de neiging om de druppeltjes in een grotere druppel te combineren.Deze neiging kan soms ook worden waargenomen onder standaard aardezwaartekracht.

De langwerpige vorm van regendruppels is te wijten aan de trek van de zwaartekracht op de druppels.Oppervlaktespanning is meestal een zeer zwakke kracht, dus de druppeltjes worden gemakkelijk vervormd door zwaartekracht of andere krachten zoals centripetale of centrifugale krachten.Sommige insecten en zelfs dieren hebben zich aangepast om te profiteren van deze kracht, hoe zwak ook, hoe dan ook.Water insecten en kleine hagedissen genaamd Basilisks vertrouwen eigenlijk op de oppervlaktespanning van water om erop te lopen zonder te zinken.

De oppervlaktespanning van een vloeistof, meestal uitgedrukt als dynes per centimeter, is de hoeveelheid kracht die nodig is om het oppervlak van een bepaalde vloeistof over een lineaire afstand van één centimeter te breken.Een dyne is een eenheid van energie of kracht gedefinieerd als de hoeveelheid energie die nodig is om één gram massa te versnellen met een snelheid van één centimeter per seconde in het kwadraat.Eén dyne is ook gelijk aan de International Standard (SI) -eenheid van de micro-Newton.