11.5
תהיתם פעם מדוע מטבע ין המונח בקפידה על מים, צף על פניהם? רוב המאפיינים של נוזלים מוכתבים על ידי כוחות בין-מולקולריים. כוחות המשיכה בין מולקולות דומות בחומר נקראים כוחות קוהזיה.
במים, כוחות הקוהזיה מושכים מולקולות פנימיות במידה שווה בכל הכיוונים, מה שמוביל לכוח נטו אפס בממוצע, בעוד המולקולות שעל פני השטח חוות רק משיכה כלפי מטה, שגורמת למולקולות להצטופף יחד. המולקולות הפנימיות יציבות יותר מבחינה אנרגטית לעומת מולקולות שעל פני השטח, מפני שהן חוות יותר קוהזיה, מה שמפחית את האנרגיה הפוטנציאלית שלהן. נוזלים, אם כן, מנסים להפחית את האנרגיה הפוטנציאלית שלהם על ידי מזעור שטח הפנים ויוצרים אזור מתוח, שמתנהג כמו קרום אלסטי.
יחידת האנרגיה הדרושה להגדלת שטח הפנים של הנוזל נקראת מתח הפנים שלו, אשר נמדד לעתים קרובות בג'ול למטר מרובע. כוחות אדהזיה, לעומת זאת, מתקיימים בין מולקולות שונות, כגון מים וזכוכית. עם הצבת צינור נימי צר במים, מולקולות המים מתפשטות לאורך משטחי הצינור באמצעות אדהזיה, מגדילות את שטח הפאה של הנוזל ומושכות איתן את שאר הנוזלים באמצעות קוהזיה.
הנוזל בצינור הנימי עולה עד שכוח המשיכה גובר על כוחות האדהזיה והקוהזיה. תופעה זו מכונה תופעת הנימיות"במקרה של מים, כוחות האדהזיה בין מים לזכוכית חזקים יותר מכוחות הקוהזיה, מה שגורם למניסקוס קעור, או מתעקל כלפי פנים. במקרה של כספית, כוחות הקוהזיה גוברים על כוחות האדהזיה, וגורמים למניסקוס קמור.
צמיגות מבטאת את עמידות הנוזל בפני זרימה ונמדדת לעיתים קרובות ביחידות פואז, או גרם לסנטימטר שנייה. קחו לדוגמה, מתנול וגליצרול. למרות ששניהם יוצרים קשרי מימן, לגליצרול יש שלוש קבוצות OH במקום אחת והוא יוצר יותר קשרי מימן למולקולה.
כתוצאה מכך מתקיימת משיכה חזקה יותר בין מולקולות גליצרול, ולכן גליצרול צמיגי יותר מאשר מתנול. צמיגות מושפעת מצורות מולקולריות. פחמימנים עם מסות מולריות ואורכים גדולים מקיימים אינטראקציה על פני אזורים גדולים יותר ונקשרים בתדירות גבוהה יותר, וכתוצאה מכך, כוחות הפיזור שלהם חזקים יותר והצמיגות גבוה.
לבסוף, צמיגות תלוי בטמפרטורה. אנרגיה תרמית מוגברת מחלישה כוחות בין-מולקולריים, בהלימה לכך שהמולקולות נעות באופן חופשי יותר ונוזלים זורמים מהר יותר בטמפרטורות גבוהות יותר.
מתח פנים
ה-IMFs השונים בין מולקולות זהות של חומר הן דוגמאות לכוחות מלוכדים. המולקולות בתוך נוזל מוקפות במולקולות אחרות ונמשכות באופן שווה לכל הכיוונים…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.