Napięcie powierzchniowe i energia powierzchniowa

Powierzchnie cieczy zachowują się jak rozciągnięta membrana, co oznacza, że mają tendencję do minimalizacji powierzchni. Ta właściwość nazywa się napięciem powierzchniowym.

Cząsteczki wewnątrz cieczy doświadczają sił przyciągania równomiernie ze wszystkich stron od otaczających je cząsteczek. Ale cząsteczki powierzchniowe doświadczają sił asymetrycznych.

Wewnętrzna siła wypadkowa działająca na cząsteczki powierzchniowe ciągnie je w dół, powodując napięcie powierzchniowe.

Wykonywane są prace mające na celu przemieszczenie cząsteczek masowych w kierunku powierzchni, zwiększając energię potencjalną cząsteczek powierzchniowych. Ta dodatkowa energia to energia powierzchniowa.

Rozważ ramę z przesuwnym drutem zanurzonym w roztworze mydła, aby utworzyć bańkę z górną i dolną powierzchnią. Napięcie powierzchniowe działa do wewnątrz prostopadle do drutu ślizgowego, a do wyciągnięcia drutu na zewnątrz potrzebna jest siła zewnętrzna. Ta siła na jednostkę długości daje napięcie powierzchniowe.

Jeśli siła ciągnie drut na pewną odległość, zwiększając powierzchnię, wówczas energia powierzchniowa jest podawana przez wykonaną pracę. Pokazuje to, że napięcie powierzchniowe można również zdefiniować ja