Cz\u0105steczki cieczy oddzia\u0142uj\u0105 na siebie za po\u015brednictwem si\u0142 kohezji \u2013 si\u0142 wzajemnego przyci\u0105gania molekularnego, kt\u00f3re dzia\u0142aj\u0105 na kr\u00f3tkich dystansach, rz\u0119du kilku \u015brednic cz\u0105steczkowych. Cz\u0105steczka znajduj\u0105ca si\u0119 g\u0142\u0119boko we wn\u0119trzu obj\u0119to\u015bci cieczy otoczona jest ze wszystkich stron przez identyczne moleku\u0142y i wypadkowa dzia\u0142aj\u0105cych na ni\u0105 si\u0142 jest r\u00f3wna zeru \u2013 uk\u0142ad jest symetrycznie zr\u00f3wnowa\u017cony. Sytuacja zmienia si\u0119 radykalnie na granicy cieczy z innym o\u015brodkiem \u2013 powietrzem, gazem lub cia\u0142em sta\u0142ym. Cz\u0105steczki powierzchniowe maj\u0105 s\u0105siad\u00f3w tylko po stronie cieczy, co oznacza \u017ce wypadkowa si\u0142a kohezji skierowana jest ku wn\u0119trzu o\u015brodka. Prowadzi to do powstania charakterystycznego efektu \u2013 powierzchnia cieczy zachowuje si\u0119 jak napr\u0119\u017cona, elastyczna membrana, d\u0105\u017c\u0105ca do przyj\u0119cia jak najmniejszej mo\u017cliwej powierzchni. Zjawisko to nosi nazw\u0119 napi\u0119cia powierzchniowego<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Si\u0142\u0119 napi\u0119cia powierzchniowego wyra\u017ca si\u0119 jako si\u0142\u0119 przypadaj\u0105c\u0105 na jednostk\u0119 d\u0142ugo\u015bci linii swobodnej powierzchni cieczy, prostopadle do tej linii \u2013 jej jednostk\u0105 jest N\/m. Alternatywnie napi\u0119cie powierzchniowe interpretowa\u0107 mo\u017cna jako energi\u0119 powierzchniow\u0105, wyra\u017can\u0105 w J\/m\u00b2, co odpowiada pracy potrzebnej do wytworzenia jednostki nowej powierzchni swobodnej cieczy. Obie interpretacje s\u0105 r\u00f3wnowa\u017cne i prowadz\u0105 do identycznych wynik\u00f3w obliczeniowych.<\/p>\n\n\n\n Napi\u0119cie powierzchniowe wody \u03c3 w temperaturze 20\u00b0C wynosi oko\u0142o 72,8 mN\/m<\/strong> \u2013 jest to warto\u015b\u0107 stosunkowo wysoka w por\u00f3wnaniu z innymi cieczami, co wynika z wyj\u0105tkowej struktury wi\u0105za\u0144 wodorowych mi\u0119dzy moleku\u0142ami wody. Wraz ze wzrostem temperatury napi\u0119cie powierzchniowe maleje w spos\u00f3b w przybli\u017ceniu liniowy i w pobli\u017cu temperatury krytycznej wody (374\u00b0C) spada do zera. <\/p>\n\n\n\n Poni\u017cej zestawienie por\u00f3wnawcze dla kilku temperatur na podstawie danych z serwisu Engineering ToolBox<\/a>:<\/p>\n\n\n\n Obecno\u015b\u0107 substancji powierzchniowo czynnych \u2013 detergent\u00f3w, \u015brodk\u00f3w zwil\u017caj\u0105cych, myde\u0142 \u2013 radykalnie obni\u017ca napi\u0119cie powierzchniowe, co jest celowo wykorzystywane w technice i w codziennym \u017cyciu. W hydraulice technicznej napi\u0119cie powierzchniowe ma zazwyczaj marginalne znaczenie i jest pomijane w obliczeniach przep\u0142yw\u00f3w \u2013 jego wp\u0142yw jest istotny jedynie przy przep\u0142ywach przez przelewy na ma\u0142ych modelach hydraulicznych oraz w zjawiskach kapilarnych.<\/p>\n\n\n\n Na granicy kontaktu cieczy z cia\u0142em sta\u0142ym \u2013 na przyk\u0142ad ze \u015bciank\u0105 rurki szklanej \u2013 r\u00f3wnocze\u015bnie dzia\u0142aj\u0105 dwa rodzaje si\u0142: si\u0142y kohezji (sp\u00f3jno\u015bci wewn\u0119trznej cieczy) oraz si\u0142y adhezji (przylegania cz\u0105steczek cieczy do materia\u0142u \u015bcianki). Wzajemna relacja mi\u0119dzy nimi decyduje o kszta\u0142cie swobodnej powierzchni cieczy w pobli\u017cu \u015bcianki, tworz\u0105c charakterystyczne zakrzywienie zwane meniskiem<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n Gdy si\u0142y adhezji przewy\u017cszaj\u0105 si\u0142y kohezji \u2013 ciecz zwil\u017ca powierzchni\u0119 cia\u0142a sta\u0142ego \u2013 cz\u0105steczki cieczy s\u0105 przyci\u0105gane ku \u015bciance i wypadkowa si\u0142a powierzchniowa skierowana jest na zewn\u0105trz cieczy. Powierzchnia swobodna zagina si\u0119 ku g\u00f3rze przy \u015bciankach naczynia, tworz\u0105c menisk wkl\u0119s\u0142y<\/strong>. Przyk\u0142adem klasycznym jest woda w rurce szklanej. W przeciwnym przypadku \u2013 gdy kohezja dominuje nad adhezj\u0105 i ciecz nie zwil\u017ca \u015bcianki \u2013 cz\u0105steczki s\u0105 odpychane od \u015bcianki, a powierzchnia swobodna ugina si\u0119 ku do\u0142owi, tworz\u0105c menisk wypuk\u0142y<\/strong>. Charakterystycznym przyk\u0142adem jest rt\u0119\u0107 w rurce szklanej, kt\u00f3ra nie zwil\u017ca szk\u0142a i tworzy wyra\u017anie wypuk\u0142\u0105 swobodn\u0105 powierzchni\u0119.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Natura napi\u0119cia powierzchniowego Cz\u0105steczki cieczy oddzia\u0142uj\u0105 na siebie za po\u015brednictwem si\u0142 kohezji \u2013 si\u0142 wzajemnego przyci\u0105gania molekularnego, kt\u00f3re dzia\u0142aj\u0105 na kr\u00f3tkich dystansach, rz\u0119du kilku \u015brednic cz\u0105steczkowych. Cz\u0105steczka znajduj\u0105ca si\u0119 g\u0142\u0119boko we wn\u0119trzu obj\u0119to\u015bci cieczy otoczona jest ze wszystkich stron przez identyczne moleku\u0142y i wypadkowa dzia\u0142aj\u0105cych na ni\u0105 si\u0142 jest r\u00f3wna zeru \u2013 uk\u0142ad jest symetrycznie … Dowiedz si\u0119 wi\u0119cej<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":171,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"tnm_menu_group":[9],"class_list":["post-216","page","type-page","status-publish"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/216","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=216"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/216\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":234,"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/216\/revisions\/234"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/171"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=216"}],"wp:term":[{"taxonomy":"tnm_menu_group","embeddable":true,"href":"https:\/\/hvacwiki.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftnm_menu_group&post=216"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}\n
Menisk cieczy \u2013 efekt konkurencji kohezji i adhezji<\/h4>\n\n\n\n