Povrchová síla a povrchové napětí

9. únor 2009 | 06.00 |

Když se povrch kapalin chová jako elastická fólie, nazýváme tento jev povrchové napětí. Povrch kapaliny se tedy chová tak, jako by byl tvořen velmi tenkou pružnou vrstvou, která se snaží stáhnout povrch kapaliny tak, aby měl při daném objemu kapaliny co nejmenší plochu. Pokud by na kapalinu nepůsobily vnější síly, měla by kulový tvar, protože koule má ze všech těles stejného objemu nejmenší povrch. Povrch tekutiny snaží dosáhnout stavu s nejmenší energií. Čím větší je povrchové napětí, tím "kulatější" je kapička této kapaliny.

Při působení vnějších sil je situace poněkud složitější. Vždy se však volný povrch kapaliny snaží snížit velikost celkového povrchu na co možná nejmenší možnou míru. To je důvod, proč je hladina klidné vody v otevřené nádobě (v gravitačním poli) vodorovná, neboť jakýkoli jiný tvar volné hladiny kapaliny by zvětšil celkový povrch kapaliny. Jsou-li vnější síly velmi malé proti silám povrchového napětí, bude se kapalina snažit zaujmout přibližně kulový tvar.

Povrchové napětí způsobuje, že některé druhy hmyzu (například vodoměrky) se mohou pohybovat po vodní hladině. Objekt, který by vodní hladinu prorazil, by se nutně potopil. Některé předměty, např. žiletky nebo jehla, lze položit na vodní hladinu, aniž by se potopily; když je ale potopíme dostatečně hluboko, klesnou až na dno.

Velké povrchové napětí ztěžuje proces smáčení. Například destilovaná voda smáčí látky obsažené v oblečení velmi špatně, perlí. Toto je jeden z důvodů, proč se při praní přidávají prací prostředky, které svými mýdlovými látkami (tenzidy) smáčení usnadňují.

V důsledku existence povrchového napětí je v povrchové vrstvě nahromaděna i jistá energie, tzv. povrchová energie.

Ponoříme-li drátěný rámeček s posuvnou příčkou do mýdlového roztoku, vytvoří se na něm vlivem povrchového napětí tenká kapalinová blána. Přestože se nám blána jeví jako jedna vrstva, jde ve skutečnosti o kapalinu, která je sevřena mezi dvěma povrchovými vrstvami.

Zajímavé jsou také projevy povrchového napětí v kosmu:

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2.11 (9x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře