Hues du jeemools Seefeblosen gespillt? Seefeblosen ronn. Witzeg. Kann geblosen ginn. Nodeems se geflunn sinn, platzen Seefeblosen. Wow, et mécht Spaass, e Kandheetsspill. Firwat si Seefeblosen ronn?
Waacht w.e.g. moies op, da bemierkt d'Blieder ronderëm d'Haus. Observéiert d'Dauerdrëpsen, déi un de Blieder hänken. Et ass komesch; Dauerdrëpsen si ronn. Wéi kann dat sou sinn?
Uewerflächespannung entsteet well d'Uewerfläch vun der Flëssegkeet sech zéien, sou datt d'Uewerfläch wéi eng dënn Membran ausgesäit. Dëst gëtt vun der Kohäsiounskraaft tëscht Waassermolekülen beaflosst. Fir dës Erklärung besser ze verstoen, betruecht déi folgend Illustratioun. Mir kucken eis d'Flëssegkeet an engem Behälter un.
Bannent der Flëssegkeet ass all flëssegt Molekül op all Säit vun anere Moleküle ëmginn; awer op der Uewerfläch vun der Flëssegkeet sinn nëmmen flësseg Moleküle drënner. Uewen sinn keng aner flësseg Moleküle. Well d'Flësseg Moleküle sech géigesäiteg unzéien, gëtt et eng Gesamtkraaft vun Null am Molekül, dat sech am Kär vun der Flëssegkeet befënnt. Am Géigesaz dozou ginn d'Flësseg Moleküle, déi sech op der Uewerfläch befannen, vun de Flëssegkeetspartikelen, déi sech um Buedem befannen, gezunn. Dofir gëtt et op der Uewerfläch vun der Flëssegkeet eng Gesamtkraaft, déi no ënnen geriicht ass. Wéinst der Nettokraaft no ënnen tendéiert d'Flëssegkeet, déi sech op der Uewerfläch befënnt, hir Uewerfläch ze reduzéieren, andeems se sou staark wéi méiglech schrumpft.
Dëst bewierkt, datt d'Flëssegkeetsschicht op der Uewerfläch ausgesäit, wéi wann se vun enger dënner elastescher Membran bedeckt wier. Dëst Phänomen ass bekannt als Uewerflächenspannung.
[irp]
Wann d'Klipp virsiichteg op d'Uewerfläch vum Waasser placéiert gëtt, ginn d'Waassermoleküle op der Uewerfläch liicht vun der Schwéierkraaft vun der Clip gedréckt, sou datt d'Waassermoleküle sech drënner d'Restauratiounskraaft ausüben, fir d'Klipp z'ënnerstëtzen.
An der Realitéit sinn et net nëmmen Klammeren oder Pabeierklammeren, mä och aner Saachen ewéi Nolen. Wa mir d'Nool virsiichteg iwwer d'Uewerfläch vum Waasser placéieren, da schwëmmt d'Nool. D'Uewerflächespannung vun der Flëssegkeet ass och de Grond, firwat Insekten um Waasser schwamme kënnen.
D'Gleichung vun der Uewerflächenspannung
An der viregter Diskussioun hu mir de Konzept vun der Uewerflächenspannung qualitativ studéiert (et gëtt keng mathematesch Equatioun). Elo iwwerpréife mir d'Uewerflächenspannung quantitativ. Fir eis ze hëllefen, d'Uewerflächenspannungsequatioun ofzeleeden, kucke mir eis en Drot un, deen gebéit ass, fir de Buschtaf U ze bilden. En anere riichte Drot ass un den zwou Been vum U-Drot befestegt, wou de riichte Drot beweegt ka ginn.
Wann dësen Drot an d'Seef agefouert gëtt, da bilt en no der Erausnahme eng Schicht Seefewaasser op der Uewerfläch vum Drot. Et ass wéi wann ee Seefeblosen spillt. Well de riichte Drot beweegt ka ginn an d'Mass net ze grouss ass, gëtt d'Schicht Seefewaasser d'Uewerflächespannungskraaft um riichte Drot, sou datt den Drot riicht no uewen geet. Fir datt de riichte Drot sech net beweegt (den Drot ass am Gläichgewiicht), ass eng total Kraaft no ënnen néideg, wou d'Gréisst vun der Gesamtkraaft F = w + T ass. Am Gläichgewiicht ass F = d'Kraaft vun der Uewerflächespannung, déi vun der Seefeschicht um riichte Drot gedroe gëtt.
Stelle mer vir, d'Längt vun engem riichte Drot ass l. Well d'Schicht aus Seefewaasser, déi e riichte Drot beréiert, zwou Uewerflächen huet, funktionéiert d'Uewerflächespannungskraaft, déi vun der Schicht aus Seefewaasser generéiert gëtt, laanscht 2l. D'Uewerflächespannung an der Seefeschicht ass e Verglach tëscht der Uewerflächespannungskraaft (F) an der Uewerflächenlängt, bei där d'Kraaft wierkt (d). An dësem Fall ass d'Uewerflächenlängt 2l. Mathematesch geschriwwe gëtt:
Well d'Uewerflächenspannung d'Verhältnes tëscht der Uewerflächenspannungskraaft an der Längt ass, ass d'Eenheet fir d'Uewerflächenspannung Newton pro Meter (N/m) oder Dyne pro Zentimeter (Dyne/cm).
Folgend sinn e puer Wäerter fir d'Uewerflächenspannung, déi op Basis vun Experimenter kritt goufen.
Baséierend op den Donnéeën iwwer d'Uewerflächenspannung beaflosst d'Temperatur de Wäert vun der Uewerflächenspannung vun der Flëssegkeet. Am Allgemengen, wann d'Temperatur eropgeet, fällt de Wäert vun der Uewerflächenspannung of (Vergläicht d'Uewerflächenspannung vum Waasser bei all Temperatur. Kuckt d'Tabell). Dëst ass well, wann d'Temperatur eropgeet, sech d'Flëssegkeetsmoleküle méi séier beweegen, sou datt den Effekt vun der Interaktioun tëscht de Flëssegkeetsmoleküle erofgeet. Als Resultat geet och de Wäert vun der Uewerflächenspannung erof.
Uwendung vun de Konzepter vun der Uewerflächespannung am Alldag
Hutt Dir Iech jeemools gefrot, firwat mir Kleeder mat Seef wäsche sollen? De Problem ass, datt d'Kleeder, déi mir wäschen, wierklech propper sinn; d'Waasser muss duerch eng ganz schmuel Spalt an de Kleederfasere lafen. Aus dësem Grond ass et néideg, d'Waasseruewerfläch ze erhéijen. Gutt, dat ass ganz schwéier ze maachen wéinst der Uewerflächespannung. Onweigerlech muss de Wäert vun der Uewerflächespannung als éischt erofgesat ginn. Mir kënnen d'Uewerflächespannung reduzéieren andeems mir waarmt Waasser benotzen. Wat méi héich d'Waassertemperatur ass, wat besser, well wat méi héich d'Waassertemperatur ass, wat méi kleng d'Uewerflächespannung ass (kuckt Tabelle). Dëst ass déi éischt Alternativ an ass eng selten benotzt Method. Eng aner Optioun ass Seef ze benotzen.
Bei enger Temperatur vun 20 ° C ass d'Spannungswert vun der Uewerfläch vum Seefewaasser 25.00 mN/m². Vergläicht emol Seef a waarmem Waasser. Wat ass dee klengsten Uewerflächespannungswäert? Bei 100 ° C ass d'Uewerflächespannung vum waarme Waasser = 58.90. Bei enger Temperatur vun 20 ° C ass d'Uewerflächespannung vu Seef 25.00 mN/m². Et ass méi rentabel, Seef ze benotzen. Wat uewe beschriwwe gouf, ass nëmmen ee vun den Aflossfaktoren?
Firwat ass d'Seef- oder Waasserblos ronn?
Seefeblosen oder Waasserdrëpse si ronn, well se vun der Uewerflächespannung beaflosst ginn. Als éischt schwätze mir iwwer Seefeblosen. Seefeblosen hunn zwou dënn Membranen op der Uewerfläch an tëscht hinne sinn dënn Waasserschichten.
D'Präsenz vun der Uewerflächespannung bewierkt, datt d'Membran sech zesummenzitt an hir Uewerfläch reduzéiert. Wann d'Seefewaassermembran sech zesummenzitt a probéiert hir Uewerfläch ze minimiséieren, gëtt et en Ënnerscheed tëscht dem Loftdrock op der Äussewelt vun der Membran (Atmosphärendrock) an dem Loftdrock op der Innere vun der Schicht. Den Loftdrock, deen ausserhalb vun der Schicht ass (Atmosphärendrock), dréckt och d'Membran vum Seefewaasser, wann et sech zesummenzitt, well den Loftdrock op der Innere vun der Membran méi kleng ass.
Nodeems d'Membran sech zesummegezunn huet, gëtt d'Loft dran (d'Loft, déi tëscht den zwou Membranen agespaart ass) ënnerdréckt, wouduerch den Loftdrock an der Schicht eropgeet, bis et keng Kontraktioun méi gëtt. An anere Wierder, wann et keng Kontraktioun méi gëtt, ass d'Quantitéit u Loftdrock tëscht de Membranen d'selwecht wéi den Atmosphärendrock + d'Kraaft vun der Uewerflächespannung, déi d'Schicht zerknittert.
Wat ass dann mat Tautropfen oder Waasserdrëpsen, déi aus dem Krunn kommen? Datselwecht, well d'Haaptursaach d'Uewerflächenspannung ass. Wann Seefeblosen zwou dënn Membranen op zwou Uewerflächen hunn, dann hunn d'Waasserdrëpsen nëmmen eng dënn Schicht, déi op der Äussewelt vun de Waasserdrëpsen ass. D'Innere ass voller Waasser. Wéinst der Kohäsiounskraaft entsteet Uewerflächenspannung. Den äusseren Deel vum Waasserdrëps gëtt erangezunn. Dofir zitt d'Waasser sech zesummen a reduzéiert seng Uewerfläch. Den Atmosphärendrock, deen dobausse ass, ënnerdréckt och d'Waasserdrëpsen. D'Kontraktioun stoppt, wann den Drock op der Innere vum Waasser gläich dem Atmosphärendrock + der Kraaft vun der Uewerflächenspannung ass, déi d'Waassermembran zesummenzitt.
