Ključna razlika – površinska napetost u odnosu na kapilarno djelovanje
Površinska napetost i kapilarno djelovanje su fizička svojstva tečnih supstanci. To su makroskopska svojstva tečnosti. Ključna razlika između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja je u tome što se površinska napetost mjeri kao sila primijenjena na određenu dužinu tekućine koju daje jedinica N/m (njutn po metru), dok se kapilarno djelovanje mjeri kao visina stupca tekućine. koji se povlači prema gore, u odnosu na gravitaciju koju daje jedinica m (metar).
Šta je površinska napetost?
Površinska napetost je pojava u kojoj površina tečnosti, na kojoj je tečnost u kontaktu sa gasom, deluje kao tanka elastična ploča. Termin površinska napetost se koristi samo kada je tečnost u kontaktu sa gasom (npr. kada je otvorena u normalnoj atmosferi). Termin “interface tension” se koristi za sloj između dvije tečnosti.
Atrakcije između različitih hemijskih vrsta uzrokuju da se molekuli tečnosti ujedine. Molekule tečnosti na površini tečnosti privlače molekuli u sredini tečnosti. Ovo je vrsta kohezije. Ali privlačenje između molekula tekućine i molekula zraka (ili adhezivnih sila) je zanemarivo. Stoga ovaj površinski sloj tekućih molekula djeluje kao elastična membrana. Površinski sloj molekula tekućine je pod napetošću jer nema dovoljno sila privlačenja da uravnoteže kohezivne sile koje djeluju na njih, pa se ovo stanje naziva površinska napetost.
Slika 01: Privlačne sile na tečne molekule na površini tečnosti
Formula za izračunavanje površinske napetosti
površinska napetost (γ)=F/d
Ovdje, F je površinska sila, a d je dužina duž koje površinska sila djeluje. Stoga je mjerenje površinske napetosti dato jedinicom N/m (njutn po metru). To je SI jedinica za mjerenje površinske napetosti.
Šta je kapilarno djelovanje?
Kapilarno djelovanje je sposobnost tekućine da teče u uskim prostorima bez pomoći ili u suprotnosti s vanjskim silama poput gravitacije. Može se posmatrati kao tečnost koja se uvlači kroz kapilarnu cijev u smjeru prema gore.
Kapilarno djelovanje nastaje zbog međumolekularnih sila između molekula tekućine i površine kapilarne cijevi. Stoga nastaje zbog sila prianjanja. Kada je promjer cijevi dovoljno mali, tekućina se uzdiže kroz cijev zbog adhezivnih i kohezivnih sila. Kohezivne sile (privlačne sile između sličnih molekula) uzrokuju da se molekuli povlače prema gore.
Kada se kapilarna cijev stavi u tekućinu, na rubu cijevi se formira meniskus. Zatim, zbog sila prianjanja između molekula tečnosti i zida cevi, tečnost se povlači sve dok gravitaciona sila koja deluje na tu količinu tečnosti ne bude dovoljna da savlada silu lepljenja. Tada se molekuli tečnosti povlače prema gore zbog kohezije.
Slika 02: Kapilarno djelovanje – model
Kapilarno djelovanje je uobičajeno među biljkama. Ksilemske posude su kapilarne cijevi koje mogu povući vodu s otopljenim hranjivim tvarima prema gore. Ovo ispunjava potrebe za vodom i hranljivim materijama za grane i lišće velikih biljaka.
Kakav je odnos između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja?
Kapilarna akcija stvara kolonu tekućine u kapilarnoj cijevi. Visina stuba tečnosti može se odrediti dole prikazanom jednačinom.
Formula za izračunavanje visine stuba tečnosti
h=2γcosθ / ρgr
U ovome,
- h je visina stuba tečnosti,
- γ je površinski napon tečnosti (jedinica je N/m),
- θ je kontaktni ugao između tečnosti i zida cevi,
- ρ je gustina tečnosti, g je ubrzanje usled gravitacije (jedinica je Kg/m3),
- r je poluprečnik cijevi (m).
Koja je razlika između površinske napetosti i kapilarnog djelovanja?
površinska napetost vs kapilarno djelovanje |
|
| Površinska napetost je pojava u kojoj se površina tečnosti, na kojoj je tečnost u kontaktu sa gasom, ponaša kao tanka elastična ploča. | Kapilarno djelovanje je sposobnost tekućine da teče u uskim prostorima bez pomoći, ili čak u suprotnosti sa vanjskim silama poput gravitacije. |
| Teorija | |
| Površinska napetost je sila na površini tečnosti izložene vazduhu. | Kapilarna akcija je tok tekućine protiv vanjske sile bez ikakve pomoći. |
| Merenje | |
| Površinska napetost se meri kao sila primenjena na određenu dužinu tečnosti data jedinicom N/m (njutn po metru). | Kapilarno djelovanje se mjeri kao visina stupca tečnosti koji se povlači prema gore, u odnosu na gravitaciju koju daje jedinica m (metar). |
Sažetak – površinska napetost vs kapilarno djelovanje
Površinska napetost i kapilarno djelovanje su dvije vrste mikroskopskih svojstava tečnosti. Razlika između površinskog napona i kapilarnog djelovanja je u tome što se površinski napon mjeri kao sila primijenjena na određenu dužinu tekućine data jedinicom N/m (njutn po metru), dok se kapilarno djelovanje mjeri kao visina stupca tekućine koja je povučen prema gore, u odnosu na gravitaciju koju daje jedinica m (metar).
