Поверхностное натяжение воды

Капля воды By Jonas Bergsten [Public domain]_Wikimedia_Commons_https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3ARusalki.jpg

Поверхностное натяжение воды – одно из самых интересных свойств воды.

Приведем определение этого термина из компетентного источника.

Поверхностное натяжение, это …

Большая медицинская энциклопедия

Поверхностное натяжение (П. н.) – это сила притяжения, с которой каждый участок поверхностной пленки (свободной поверхности жидкости или же любой поверхности раздела двух фаз) действует на смежные части поверхности. Внутреннее давление и П. н. Поверхностный слой жидкости ведет себя, как эластическая растянутая мембрана. Согласно представлению, развитому гл. обр. Лапласом (Laplace), это свойство жидких поверхностей зависит от “молекулярных сил притяжения, быстро убывающих с расстоянием. Внутри однородной жидкости силы, действующие на каждую молекулу со стороны молекул, ее окружающих, взаимно уравновешиваются. Но вблизи поверхности равнодействующая сил молекулярного притяжения направлена внутрь; она стремится втянуть поверхностные молекулы в толщу жидкости. Вследствие этого весь поверхностный слой подобно упругой растянутой пленке оказывает на внутреннюю массу жидкости в направлении, нормальном к поверхности, весьма значительное давление. По подсчетам это «внутреннее давление», под которым находится вся масса жидкости, достигает нескольких тысяч атмосфер. Оно возрастает на выпуклой поверхности и убывает на вогнутой. В силу стремления свободной энергии к минимуму всякая жидкость стремится принять форму, при к-рой ее поверхность — место действия поверхностных сил — имеет наименьшую возможную величину. Чем больше поверхность жидкости, тем большую площадь занимает ее поверхностная пленка, тем значительнее запас свободной поверхностной энергии, освобождающейся при ее сокращении. Натяжение, с которым каждый участок сокращающейся поверхностной пленки действует на смежные части (в направлении, параллельном свободной поверхности), называется П. н. В отличие от эластического напряжения упругого растянутого тела, П. н. не ослабевает по мере сжатия поверхностной пленки. … Поверхностное натяжение равняется работе, которую нужно совершить, чтобы увеличить свободную поверхность жидкости на единицу. П. н. наблюдается на границе жидкости с газом (также и с собственным паром), с другой несмешивающейся жидкостью или же с твердым телом. Точно так же и твердое тело имеет П. н. на границе с газами и жидкостями. В отличие от П. н., к-рое жидкость (или твердое тело) имеет на своей свободной поверхности, граничащей с газообразной средой, натяжение на внутренней границе двух жидких (или жидкой и твердой) фаз удобно обозначить специальным термином—принятым в немецкой литературе, термином «пограничное натяжение» (Grenzflachenspannung). Если в жидкости растворено вещество, понижающее ее П. н., то свободная энергия уменьшается не только путём уменьшения величины пограничной поверхности, но и посредством адсорпции: поверхностно активное (или капилярноактивное) вещество собирается в повышенной концентрации в поверхностном слое …

Большая медицинская энциклопедия. 1970

Подытожить все вышесказанное можно таким образом – молекулы, которые находятся на поверхности какой либо жидкости, в том числе и воды, притягиваются остальными молекулами внутрь жидкости, вследствие чего и возникает поверхностное натяжение. Подчеркнем, что это упрощенное понимание этого свойства.

Поверхностное натяжение воды

Капля воды By Jonas Bergsten [Public domain]_Wikimedia_Commons_https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3ARusalki.jpg Статья: Поверхностное натяжение воды

Для лучшего понимания этого свойства приведем несколько проявлений поверхностного натяжения воды в реальной жизни:

  • Когда мы видим как вода с кончика крана капает а не льётся – это поверхностное натяжение воды;
  • Когда капля дождя в полете принимает округлую слегка вытянутую форму – это поверхностное натяжение воды;
  • Когда вода на водонепроницаемой поверхности принимает шарообразную форму – это поверхностное натяжение воды;
  • Рябь, возникающая при дуновении ветра на поверхности водоемов, так же является проявлением поверхностного натяжения воды;
  • Вода в космосе принимает шарообразную форму благодаря поверхностному натяжению;
  • Насекомое водомерка держится на поверхности воды благодаря именно этому свойству воды;
  • Если на поверхность воды аккуратно положить иглу, она будет плавать;
  • Если в стакан поочерёдно налить жидкости разной плотности и цвета, мы увидим , что они не смешиваются;
  • Радужные мыльные пузыри, так же являются прекрасным проявление поверхностного натяжения.

Коэффициент поверхностного натяжения

Политехнический терминологический толковый словарь

Коэффициент поверхностного натяжения – линейная плотность силы поверхностного натяжения на поверхности жидкости или на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей.

Политехнический терминологический толковый словарь. Составление: В. Бутаков, И. Фаградянц. 2014

Ниже мы приведем значения коэффициента поверхностного натяжения (К. п. н.) для различных жидкостей при температуре 20°C:

  • К. п. н. ацетона – 0.0233 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. бензола – 0.0289 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. воды дистиллированной – 0.0727 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. глицерина – 0.0657 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. керосина – 0.0289 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. ртути – 0.4650 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. этилового спирта – 0.0223 Ньютон / Метр;
  • К. п. н. эфира – 0.0171 Ньютон / Метр.

Коэффициент поверхностного натяжения воды

Коэффициент поверхностного натяжения зависит от температуры жидкости. Приведем его значения при различных температурах воды.

  • При температуре 0°C  – 75,64 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре  10°C – 74,22 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре  20°C – 72,25 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре  30°C – 71,18 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре 40°C – 69,56 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре 50°C – 67,91 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре  60°C – 66,18 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре 70°C – 64,42 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре 80°C – 62,61 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре 90°C – 60,75 σ, 10–3 Ньютон / Метр;
  • При температуре 100°C – 58,85 σ, 10–3 Ньютон / Метр.

Поверхностное натяжение воды



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *