Ključna razlika – površinska napetost u odnosu na kapilarno djelovanje
Površinska napetost i kapilarno djelovanje fizikalna su svojstva tekućih tvari. To su makroskopska svojstva tekućina. Ključna razlika između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja je u tome što se površinska napetost mjeri kao sila primijenjena na određenu duljinu tekućine koja se daje jedinicom N/m (Newton po metru), dok se kapilarno djelovanje mjeri kao visina stupca tekućine. koja je povučena prema gore, protiv gravitacije koju daje jedinica m (metar).
Što je površinska napetost?
Površinska napetost je pojava u kojoj se površina tekućine, gdje je tekućina u kontaktu s plinom, ponaša poput tanke elastične ploče. Izraz površinska napetost koristi se samo kada je tekućina u kontaktu s plinom (npr. kada je otvorena u normalnoj atmosferi). Izraz "napetost sučelja" koristi se za sloj između dvije tekućine.
Privlačenje između različitih kemijskih vrsta uzrokuje spajanje molekula tekućine. Molekule tekućine na površini tekućine privlače molekule u sredini tekućine. Ovo je vrsta kohezije. Ali privlačnost između molekula tekućine i molekula zraka (ili adhezivne sile) zanemariva je. Stoga ovaj površinski sloj tekućih molekula djeluje kao elastična membrana. Površinski sloj tekućih molekula je pod napetostima jer nema dovoljno privlačnih sila koje bi uravnotežile kohezijske sile koje djeluju na njih, pa se ovo stanje naziva površinska napetost.
Slika 01: Sile privlačenja tekućih molekula na površini tekućine
Formula za izračun površinske napetosti
Površinska napetost (γ)=F/d
Ovdje je F površinska sila, a d duljina duž koje površinska sila djeluje. Stoga se mjerenje površinske napetosti daje jedinicom N/m (Newton po metru). To je SI jedinica za mjerenje površinske napetosti.
Što je kapilarno djelovanje?
Kapilarnost je sposobnost tekućine da teče u uskim prostorima bez pomoći ili suprotnosti vanjskim silama poput gravitacije. Može se promatrati kao izvlačenje tekućine kroz kapilarnu cijev u smjeru prema gore.
Kapilarno djelovanje nastaje zbog međumolekularnih sila između molekula tekućine i površine kapilarne cijevi. Dakle, nastaje zbog adhezijskih sila. Kada je promjer cijevi dovoljno mali, tekućina se diže kroz cijev i zbog adhezivnih i kohezijskih sila. Kohezijske sile (sile privlačenja između sličnih molekula) uzrokuju da se molekule povlače prema gore.
Kada se kapilarna cijev stavi u tekućinu, na rubu cijevi se formira meniskus. Zatim se zbog adhezijskih sila između molekula tekućine i stijenke cijevi tekućina povlači prema gore sve dok gravitacijska sila koja djeluje na tu količinu tekućine ne bude dovoljna da nadvlada adhezivnu silu. Tada se molekule tekućine povlače prema gore zbog kohezije.
Slika 02: Kapilarna radnja – model
Kapilarnost je česta među biljkama. Ksilemske posude su kapilarne cijevi koje mogu povući vodu s otopljenim hranjivim tvarima prema gore. Time se ispunjava potreba za vodom i hranjivim tvarima grana i lišća velikih biljaka.
Kakav je odnos između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja?
Kapilarno djelovanje stvara stupac tekućine u kapilarnoj cijevi. Visina stupca tekućine može se odrediti jednadžbom danom u nastavku.
Formula za izračunavanje visine stupca tekućine
h=2γcosθ / ρgr
U ovome,
- h je visina stupca tekućine,
- γ je površinska napetost tekućine (jedinica je N/m),
- θ je kontaktni kut između tekućine i stijenke cijevi,
- ρ je gustoća tekućine, g je ubrzanje gravitacije (jedinica je Kg/m3),
- r je polumjer cijevi (m).
Koja je razlika između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja?
Površinska napetost u odnosu na kapilarno djelovanje |
|
| Površinska napetost je pojava u kojoj se površina tekućine, gdje je tekućina u kontaktu s plinom, ponaša kao tanka elastična ploča. | Kapilarnost je sposobnost tekućine da teče u uskim prostorima bez pomoći ili čak u suprotnosti s vanjskim silama poput gravitacije. |
| Teorija | |
| Površinska napetost je sila na površini tekućine koja je izložena zraku. | Kapilarno djelovanje je strujanje tekućine protiv vanjske sile bez ikakve pomoći. |
| Mjerenje | |
| Površinska napetost se mjeri kao sila primijenjena na određenu duljinu tekućine izražena jedinicom N/m (Newton po metru). | Kapilarna radnja se mjeri kao visina stupca tekućine koji je povučen prema gore, u odnosu na gravitaciju koju daje jedinica m (metar). |
Sažetak – Površinska napetost u odnosu na kapilarno djelovanje
Površinska napetost i kapilarno djelovanje dvije su vrste mikroskopskih svojstava tekućina. Razlika između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja je u tome što se površinska napetost mjeri kao sila primijenjena na određenu duljinu tekućine izražena jedinicom N/m (Newton po metru), dok se kapilarno djelovanje mjeri kao visina stupca tekućine koja povučen je prema gore, protiv gravitacije koju daje jedinica m (metar).
