Površinska napetost

Površinska napetost milnice v mreži kocke

Cvet se zaradi površinske napetosti ne potopi

Površínska napétost je pojav, da se gladina kapljevine obnaša kot prožna plošča. Posledica tega je, da se kapljevine zberejo v kapljice, kot tudi kapilarnost, pojav, da se kapljevina, ki moči podlago, vzpne po stenah ozke cevke. Površinsko napetost izkoriščajo tudi nekatere žuželke za hojo po vodni gladini.

Vzrok

Površinska napetost je posledica privlačnih van der Waalsovih sil med molekulami kapljevine. V notranjosti kapljevine je vsaka molekula obdana z vseh strani z drugimi molekulami, zato jo van der Waalsove sile vlečejo enako v vse smeri in je rezultanta sil enaka nič. Za plast molekul na gladini pa to ne velja – molekule iz notranjosti kapljevine delujejo nanje s privlačnimi silami, ki jih pa molekule plina z druge strani ne uravnovesijo, tako da jih uravnovesi le nestisljivost kapljevine.

Čista voda ima pri standardnih pogojih površinsko napetost približno 70 mN/m. Površinsko napetost močno zmanjša dodatek mila, detergenta ali drugih amfifilnih snovi.

Koeficient površinske napetosti

Ker je za molekule energijsko ugodneje, če so v notranjosti kapljevine, kot če so na gladini, je treba opraviti delo, da se iz notranjosti kapljevine prinese molekulo na gladino in se s tem poveča njeno površino. Sorazmernosti koeficient med delom A in spremembo površine gladine ΔS je površinska napetost γ:

$A=\gamma \Delta S\!\,.$

Zaradi površinske napetosti deluje na rob gladine sila F, ki je premo sorazmerna dolžini roba b. Sorazmernostni koeficient je spet površinska napetost γ:

$F=\gamma b\!\,.$

Za površinsko napetost se uporabljajo oznake γ. Mednarodni sistem enot predpisuje za površinsko napetost izpeljano enoto N/m.

Površinsko napetost nekateri kapjevin na meji z zrakom pri temperaturi 20 °C podaja razpredelnica.

kapljevina	$\gamma \!$
živo srebro	0,4865 N/m
voda	0,07286 ± 0,00005
voda (25 °C)	0,07199 ± 0,00005
voda (50 °C)	0,0679
voda (80 °C)	0,0626
benzen	0,0288
benzen (30 °C)	0,02756
toluen	0,02852
kloroform	0,02667
propionska kislina	0,02669
maslena kislina	0,02651
ogljikov tetraklorid	0,02643
butilacetat	0,02509
eter (25 °C)	0,02014
glicerol (18°C)	0,0625
oljčno olje	0,033

Merjenje površinske napetosti

Za merjenje površinske napetosti so razvili številne metode:

• du Noüyev obroč
• Wilhelmyjeva plošča
• kapilarnost

Viri

• Adamson, Arthur Wilson; Gast, Alice Petry (1997), Physical chemistry of surfaces (6. izd.), Wiley, COBISS 19358213, ISBN 0-471-14873-3
• Breuer, Hans (1993), Atlas klasične in moderne fizike, Ljubljana: DZS, str. 62–63, COBISS 35693056, ISBN 86-341-1105-9