التوتر السطحي للسائل
التوتر السطحي: "خاصية سطح السائل الذي يسمح له بمقاومة قوة خارجية، بسبب الطبيعة المتماسكة لجزيئاته."
إن القوى المتماسكة بين الجزيئات السائلة مسؤولة عن الظاهرة المعروفة باسم التوتر السطحي.
إن القوى المتماسكة بين الجزيئات السائلة مسؤولة عن الظاهرة المعروفة باسم التوتر السطحي.
لا تحتوي الجزيئات الموجودة على سطح كوب من الماء على جزيئات مائية أخرى من جميع جوانبها وبالتالي فإنها تتماسك بقوة أكبر مع تلك المرتبطة بها مباشرة (في هذه الحالة، بجوارها وتحتها، ولكن ليس أعلاه).
ليس صحيحًا حقًا أن "الجلد" يتكون على سطح الماء.
إن التماسك الأقوى بين جزيئات الماء على عكس جاذبية جزيئات الماء إلى الهواء يجعل من الصعب تحريك جسم عبر السطح من تحريكه عند غمره بالكامل.
التماسك والتوتر السطحي:
يتم تقاسم القوى المتماسكة بين الجزيئات في السائل مع جميع الجزيئات المجاورة.تلك الموجودة على السطح ليس لديها جزيئات مجاورة فوق، وبالتالي، تظهر قوى جذابة أقوى على أقرب جيرانها على السطح وأسفله.
يمكن تعريف التوتر السطحي على أنه خاصية سطح السائل الذي يسمح له بمقاومة قوة خارجية، بسبب الطبيعة المتماسكة لجزيئات الماء.
التوتر السطحي على المستوى الجزيئي:
جزيئات الماء تريد أن تلتصق ببعضها البعض.
ومع ذلك، يوجد على السطح عدد أقل من جزيئات الماء التي تتشبث بها نظرًا لوجود هواء أعلى (وبالتالي، لا توجد جزيئات ماء).
وينتج عن ذلك ارتباط أقوى بين تلك الجزيئات التي تلامس بعضها البعض بالفعل، وطبقة من الماء المرتبط بشدة (انظر الرسم البياني).
تخلق هذه الطبقة السطحية (المتماسكة معًا من خلال التوتر السطحي) حاجزًا كبيرًا بين الغلاف الجوي والمياه.
في الواقع، بخلاف الزئبق، يكون للماء أكبر توتر سطحي من أي سائل.
انكماش الجزيئات على السطح ومقاومة التمدد أو الانكسار:
داخل جسم السائل، لن يواجه الجزيء قوة صافية لأن القوى من الجزيئات المجاورة تلغي جميعها (الرسم التخطيطي).ومع ذلك، بالنسبة لجزيء على سطح السائل، ستكون هناك قوة صافية للداخل حيث لن تكون هناك قوة جذابة تعمل من الأعلى.
تتسبب هذه القوة الصافية الداخلية في انكماش الجزيئات على السطح ومقاومة التمدد أو الانكسار.
وبالتالي فإن السطح تحت التوتر، وهو على الأرجح من أين جاء اسم "التوتر السطحي".
بسبب التوتر السطحي، "تطفو" الأجسام الصغيرة على سطح السائل، طالما أن الجسم لا يستطيع اختراق الطبقة العليا من جزيئات الماء وفصلها.
عندما يكون الجسم على سطح المائع، فإن السطح تحت الشد سوف يتصرف مثل الغشاء المرن.
أمثلة على التوتر السطحي:
- المشي على الماء:
يمكن للحشرات الصغيرة مثل ستردير الماء المشي على الماء لأن وزنها لا يكفي لاختراق السطح.- الإبرة العائمة:
يمكن عمل إبرة صغيرة موضوعة بعناية لتطفو على سطح الماء على الرغم من كثافتها عدة مرات مثل الماء.إذا تم تحريك السطح لكسر التوتر السطحي، فسوف تغرق الإبرة بسرعة.
- لا تلمس الخيمة!:
تعتبر مواد الخيام الشائعة مقاومة للمطر إلى حد ما في أن التوتر السطحي للماء سوف يجسر المسام في المادة المنسوجة بدقة.ولكن إذا لمست مادة الخيمة بإصبعك، فإنك تكسر التوتر السطحي وسيسقط المطر من خلاله.
- الاختبار السريري لليرقان:
البول الطبيعي لديه توتر سطحي يبلغ حوالي 66 دينامية / سنتيمتر ولكن إذا كان الصفراء موجودة (اختبار اليرقان)، فإنه ينخفض إلى حوالي 55.في اختبار القش، يتم رش الكبريت المسحوق على سطح البول.
سوف تطفو على البول الطبيعي، لكنها ستغرق إذا انخفض التوتر السطحي بواسطة الصفراء.
- مطهرات التوتر السطحي:
المطهرات عادة ما تكون محاليل من التوتر السطحي المنخفض.هذا يسمح لها بالانتشار على جدران الخلايا من البكتيريا وتعطيلها.
- الصابون والمنظفات:
يساعد ذلك في تنظيف الملابس عن طريق خفض التوتر السطحي للماء بحيث ينقع بسهولة في المسام والمناطق المتسخة.- الغسل بالماء البارد:
السبب الرئيسي لاستخدام الماء الساخن للغسيل هو أن التوتر السطحي أقل وهو عامل ترطيب أفضل.ولكن إذا قلل المنظف من التوتر السطحي، فقد يكون التسخين غير ضروري.
- لماذا تكون الفقاعات دائرية:
يوفر التوتر السطحي للماء التوتر الجداري الضروري لتكوين الفقاعات بالماء.الميل لتقليل توتر الجدار هذا يسحب الفقاعات إلى أشكال كروية.
- التوتر السطحي والقطرات:
التوتر السطحي مسؤول عن شكل القطرات السائلة.على الرغم من تشوهها بسهولة، تميل قطرات الماء إلى سحبها إلى شكل كروي بواسطة القوى المتماسكة للطبقة السطحية.
0 تعليقات:
إرسال تعليق