Felületi feszültség vs felületi energia
A felületi feszültség és a felületi energia két nagyon fontos fogalom, amelyet a fizika tárgyal. A felületi feszültség és a felületi energia fogalmát széles körben használják olyan területeken, mint a folyadékmechanika, a folyadékdinamika, az aerodinamika és számos más terület. A felületi feszültség a folyadék felületi molekuláira ható nettó intermolekuláris erő. A felületi energia e kötések releváns energiája. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a felületi feszültség és a felületi energia, ezek alkalmazásai, a felületi feszültség és a felületi energia definíciói, hasonlóságaik, és végül a felületi feszültség és a felületi energia közötti különbség.
Felületi feszültség
Tekintsünk egy homogén folyadékot. A folyadék központi részeiben minden molekula pontosan ugyanannyi erővel húzza azt minden oldalra. A környező molekulák minden irányba egyenletesen húzzák a központi molekulát. Most vegyünk egy felületi molekulát. Csak erők hatnak rá a folyadék felé. A levegő-folyékony tapadó erők közel sem olyan erősek, mint a folyadék-folyékony kohéziós erők. Így a felületi molekulák a folyadék közepe felé vonzódnak, és molekulákból álló réteget hoznak létre. A molekuláknak ez a felületi rétege vékony filmként működik a folyadékon.
Ha egy életből vett példát veszünk egy vízi lépegetőről, akkor ezt a vékony filmet használja fel a víz felszínére. Ezen a felületi rétegen csúszik. Ha nincs ez a felületi réteg, azonnal megfulladt volna.
A felületi feszültség a felülettel párhuzamos erő, amely merőleges a felületre húzott egységnyi hosszúságú vonalra. A felületi feszültség mértékegységei: Nm-1 A felületi feszültséget az egységnyi területre eső energiaként is definiáljuk. Ez új egységeket ad a felületi feszültségnek is Jm-2 A két nem elegyedő folyadék között fellépő felületi feszültséget határfelületi feszültségnek nevezzük.
Felületi energia
A felületi energia és a felületi feszültség két, egymással összefüggő fogalom. A folyadék felszínén lévő molekulák a kiegyensúlyozatlan intermolekuláris erők miatt pakolódnak, mint a központban lévő molekulák. Ez azt jelenti, hogy a folyadék felszínén nagy az energiasűrűség.
A felületi energia az anyag nagy része és az anyag felülete közötti energiakülönbségként definiálható. A felületi energia az egységnyi felületre jutó felületi energia. Az egységnyi felületre jutó felületi energia megegyezik a mért felületi feszültséggel. A felületi energia mértékegységei: Jm-2 Ha a felületi energiát külső forrás biztosítja, a folyadékról azt mondjuk, hogy buborékol.
Felületi feszültség vs felületi energia
