Paviršiaus įtempimo ir paviršiaus energijos skirtumas

Paviršiaus įtempimas ir paviršiaus energija

Paviršiaus įtempimas ir paviršiaus energija yra dvi labai svarbios fizikoje aptariamos sąvokos. Paviršiaus įtempimo ir paviršiaus energijos sąvokos yra plačiai naudojamos tokiose srityse kaip skysčių mechanika, skysčių dinamika, aerodinamika ir įvairiose kitose srityse. Paviršiaus įtempimas yra skysčio tarpmolekulinė jėga, esanti skysčio paviršiaus molekulėse. Paviršiaus energija yra atitinkama šių ryšių energija. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra paviršiaus įtempis ir paviršiaus energija, jų pritaikymas, paviršiaus įtempio ir paviršiaus energijos apibrėžimai, jų panašumai ir galiausiai skirtumas tarp paviršiaus įtempimo ir paviršiaus energijos.

Paviršiaus įtempimas

Apsvarstykite vienalytį skystį. Kiekviena molekulė, esanti centrinėse skysčio dalyse, turi lygiai tokį patį jėgos kiekį, kuris ją traukia į kiekvieną pusę. Aplinkinės molekulės centrinę molekulę tolygiai traukia kiekviena kryptimi. Dabar apsvarstykite paviršiaus molekulę. Jį veikia tik skystis. Oro ir skysčio lipniosios jėgos nėra net tokios stiprios kaip skysčio ir skysčio rišamosios jėgos. Taigi paviršiaus molekulės traukia link skysčio centro ir sukuria supakuotą molekulių sluoksnį. Šis paviršinis molekulių sluoksnis veikia kaip plona plėvelė ant skysčio.

Jei imtume realaus gyvenimo vandens sraigteliu pavyzdį, jis naudoja šią ploną plėvelę, kad atsidurtų vandens paviršiuje. Jis slysta ant šio paviršiaus sluoksnio. Jei ne šis paviršiaus sluoksnis, jis būtų iškart paskendęs.

Paviršiaus įtempimas yra apibrėžiamas kaip jėga, lygiagreti paviršiui, statmenai paviršiaus ilgio linijai, nubrėžtai ant paviršiaus. Paviršiaus įtempio vienetai yra Nm^-1. Paviršiaus įtempimas taip pat apibrėžiamas kaip energija ploto vienetui. Tai taip pat suteikia paviršiaus įtempiui naujus vienetus Jm^-2.  Paviršiaus įtempis, atsirandantis tarp dviejų nesimaišančių skysčių, yra žinomas kaip paviršiaus įtempis.

Paviršiaus energija

Paviršiaus energija ir paviršiaus įtempimas yra dvi tarpusavyje susijusios sąvokos. Skysčio paviršiuje esančios molekulės yra supakuotos dėl nesubalansuotų tarpmolekulinių jėgų nei centre esančios molekulės. Tai reiškia, kad skysčio paviršiuje yra didelis energijos tankis.

Paviršiaus energiją galima apibrėžti kaip energijos skirtumą tarp didžiosios medžiagos ir jos paviršiaus. Paviršiaus energija apibrėžiama kaip paviršiaus energija paviršiaus ploto vienetui. Paviršiaus energija ploto vienete yra identiška išmatuotai paviršiaus įtempiai. Paviršiaus energijos vienetai yra Jm^-2. Kai paviršiaus energiją teikia išorinis šaltinis, skystis sako, kad burbuliuoja.

Paviršiaus įtempimas ir paviršiaus energija

• Paviršiaus įtempimas turi Nm vienetus^-1 ir Jm^-2 kadangi paviršiaus energija turi Jm vienetą^-2.

• Paviršiaus įtempis matuojamas išilgai linijos, o paviršiaus energija matuojama išilgai ploto.