Diferența dintre tensiunea suprafeței și energia de suprafață

Diferența principală - Tensiunea suprafeței față de energia de suprafață

Tensiunea de suprafață și energia de suprafață sunt măsurători ale forțelor intermoleculare care alcătuiesc un material. Datorită acestor forțe intermoleculare, o suprafață lichidă este întotdeauna trasă spre interior. Dacă trebuie să întindeți suprafața, trebuie depuse eforturi pentru a depăși forțele intermoleculare. Tensiunea pe suprafața unui lichid și cantitatea de lucru necesară pentru întinderea acelei suprafețe pot fi măsurate: și aceste măsurători corespund tensiunii superficiale și energiei de suprafață. principala diferență între tensiunea superficială și energia de suprafață este asta tensiunea de suprafață măsoară forța pe unitatea de lungime a suprafeței in timp ce energia de suprafață măsoară cantitatea de muncă care trebuie făcută pe unitatea de suprafață pentru ao întinde.

Ce este Tensiunea de suprafață

Luați în considerare o probă de lichid într-un recipient. Lichidul este menținut împreună de forțele intermoleculare coezive dintre moleculele care alcătuiesc lichidul. O moleculă din interiorul containerului este trasă în toate direcțiile de celelalte molecule care o înconjoară. Cu toate acestea, dacă luați în considerare moleculele de pe suprafața superioară, moleculele de sub ei încă le trag în jos, dar nu există molecule lichide deasupra lor pentru a le trage în sus. Aceasta înseamnă că există o forță descendentă netă asupra acestor molecule. Ca urmare, întreaga suprafață a lichidului este trasă spre interior. Această forță interioară pe suprafețe determină lichidele să formeze aproximativ picături sferice atunci când sunt libere.

Moleculele de pe suprafața unui lichid sunt expuse forțelor coezive de sub ele. Aceasta face ca suprafețele lichide să fie trase către interior.

Tensiunea de suprafata determina apa sa formeze aproximativ picaturi sferice.

Suprafața lichidului acționează ca o membrană tensionată. Tensiune de suprafata  pot fi cuantificate ca forță acționând pe unitate de lungime  din suprafata:

Aici, forța acționează paralel cu suprafața lichidului și  este lungimea pe care acționează forța. De exemplu, imaginați trăgând un film de lichid și întinzându-l. Acest lucru este arătat în diagrama de mai jos:

Tensiunile de suprafață pe un film de lichid

Aici, forța  trage pe membrana arătată în albastru închis, întinzând filmul lichid. Deoarece există două suprafețe în film (suprafețele de sus și de jos), lungimea totală este . Asta înseamnă că pentru acest film,

Ce este energia de suprafață

Datorită forțelor intermoleculare dintre molecule, munca trebuie făcută pe o suprafață pentru ao întinde. Suprafața câștigă o cantitate de energie egală cu munca care a fost făcută la suprafață. Energie de suprafață se referă la cantitatea de energie necesară pe unitatea de suprafață pentru ao întinde. Pentru filmul de lichid de mai sus, să presupunem că membrana este trasă la distanță . Apoi, munca a fost făcută . Creșterea suprafeței este dată de . Deci, energia de suprafață este dat de:

Diferența dintre tensiunea suprafeței și energia de suprafață

Ce măsoară

Tensiune de suprafata măsoară forța aplicată paralel cu o suprafață aplicată pe unitate de lungime.

Energie de suprafață măsoară energia necesară pe unitate de suprafață pentru a crea o nouă suprafață.

Image Courtesy

"Wasser in Tropfen und an der Phasengrenze" de Utilizator: Booyabazooka (Activitate proprie) [Public Domain], prin Wikimedia Commons

"Această diagramă ilustrează forța necesară creșterii suprafeței ..." de Rudolf.hellmuth (Muncă proprie) [CC BY-SA 3.0], prin intermediul Wikimedia Commons (Modified)

"Picături de apă pe frunze de lotus" de aotaro (muncă proprie) [CC BY 2.0], prin flickr