التوتر البيني مقابل التوتر السطحي: الفرق والمقارنة

تختبر الجزيئات في الكتلة قوة جاذبة من جميع الاتجاهات في السائل. أطلق على هذا النوع من القوة التي تحدث بينهما قوة الجذب المتماسكة.

تتعرض جميع الجزيئات الموجودة على سطح السائل لقوة جذب صافية تجاه الجزء الأكبر من السائل ، أي المركز. هذه القوة تسمى التوتر السطحي للسائل.

وقد سميت القوة التي تتعرض لها بقية الجزيئات بكميات كبيرة بالتوتر السطحي حيث تحدث عند السطح البيني لطبقتين من السائل في الحاوية.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. يحدث التوتر البيني عند السطح البيني بين سائلين غير قابلين للامتزاج ، بينما يحدث التوتر السطحي عند السطح البيني بين السائل والغاز ، مثل الهواء.
2. يقيس التوتر البيني القوة المطلوبة لفصل السائلين ، بينما يقيس التوتر السطحي القوة اللازمة لتوسيع سطح السائل.
3. ينتج كل من التوتر السطحي والسطحي عن اختلال توازن القوى الجذابة داخل السائل وعند سطح السائل أو السطح البيني.

التوتر البيني مقابل التوتر السطحي

الفرق بين التوتر السطحي والتوتر السطحي هو المكان الذي يحدث فيه كلاهما. يحدث التوتر السطحي على سطح سائل واحد ، بينما يتم تعريف التوتر السطحي على أنه واجهة لسائلين غير قابلين للامتزاج أو أي مادتين. في الواقع ، التوتر السطحي هو اشتقاق التوتر السطحي في الحالة التي تكون فيها القوة من السطح الثاني صفراً أو لا تذكر.

التوتر البيني هو خاصية بين أي مادتين ، ولكن في الغالب بين سائلين غير قابلين للامتزاج. يمكن أن تكون واجهة المواد سائلة - سائلة ، أو صلبة سائلة ، أو هواء صلب.

التوتر البيني هو تكلفة الطاقة لكل وحدة مساحة مرتبطة بإنشاء واجهة بين مادتين. إنها قوة تفاعل بين جزيئين مختلفين. تفسر قوة الالتصاق بين الجزيئات في الغالب ذلك.

من ناحية أخرى ، يقتصر التوتر السطحي فقط على جزيئات السطح في السائل. هذا النوع من جاذبية القوة هي قوة جذب بين السوائل والهواء.

التوتر السطحي هو قوة التفاعل بين الجزيئات المتشابهة، أي الجزيئات التي تشبه بعضها البعض. وتسمى قوة التفاعل هذه قوة متماسكة. وفي الواقع، فإن قوة التماسك بين الجزيئات هي المسؤولة عن التوتر السطحي.

تمنع هذه القوة جزيئات السائل من الانفصال عن بعضها البعض.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	توتر سطحي	التوتر السطحي
تعريف	خاصية السائل بالغاز	الملكية بين أي مادتين
مكان حدوثها	سطح سائل واحد	واجهة سائلين غير قابلين للامتزاج
نوع الواجهة	واجهة السائل والهواء	سائل-سائل ، سائل-صلب ، صلب-سيدي
نوع القوة	قوة متماسكة	قوة التصاق
قوة القوة	قوة أكبر	قوة أقل

ما هو التوتر البيني؟

التوتر البيني هو قوة الجذب بين أي مادتين تشكلان واجهة. يمكن أن تكون المواد أي شيء ، مثل السائل السائل ، أو السائل الصلب ، أو حتى الهواء الصلب.

هي تكلفة الطاقة لكل وحدة في المنطقة المرتبطة بإنشاء واجهة بين سائلين غير قابلين للامتزاج. وحدة SI للتوتر البيني هي ملي نيوتن لكل متر (mN / m).

لفهم التوتر السطحي ، أولاً ، من الأفضل معرفة قوة الالتصاق. قوة الالتصاق هي التفاعل بين ، على عكس الجزيئات. عندما يتم إحضار سائلين غير قابلين للامتزاج ، فإن قوة التفاعل بينهما تسمى قوة الالتصاق.

تلعب قوى الالتصاق أيضًا دورًا مهمًا عندما يتلامس السائل مع مادة صلبة.

التوتر البيني مشابه جدًا للتوتر السطحي ولكنه يختلف في بعض العوامل. يتأثر أيضًا بدرجة الحرارة والضغط والركائز ، مثل التوتر السطحي.

تم العثور على أحد الأمثلة الأكثر شيوعًا للقوة البينية في واجهة الزيت والماء. تتميز واجهة الزيت والماء بطاقة عالية بينية ، في حين أن واجهة الماء والصابون تحتوي على طاقة بينية أقل بكثير.

ما هو التوتر السطحي؟

التوتر السطحي هو قوة الجذب التي تتعرض لها الجزيئات الموجودة على سطح السائل. تتعرض الجزيئات لقوة تجاه الجزء الأكبر من السائل. هذه القوة تسمى التوتر السطحي. من خلال هذا ، يتم تكوين "فيلم" ، مما يجعل من الصعب تحريك أي جسم عبر السطح أو الجزء الأكبر من السائل.

وحدة SI للتوتر السطحي هي أيضًا ميلي نيوتن لكل متر (mN / m).

التوتر السطحي هو في الأساس اشتقاق التوتر السطحي نفسه عندما تكون القوة من جانب السطح الثاني صفراً أو لا تذكر مقارنة بالقوة الأخرى. التوتر السطحي والتوتر السطحي متشابهان تمامًا أيضًا.

بالنسبة للتوتر السطحي ، يكون أحد السطحين سائلًا والآخر عبارة عن سطح غاز. على سبيل المثال ، يشكل الانتقال من الماء إلى الهواء سطحًا يعمل فيه التوتر السطحي في السائل.

على عكس التوتر السطحي ، فإن القوى المتماسكة هي المسؤولة عن حدوث التوتر السطحي. قوى التماسك هي قوة التفاعل بين الجزيئات التي تشبه بعضها البعض. إنها قوى جذب تقاوم فصل الجزيئات عن السطح.

على سبيل المثال ، تحتوي المواد الصلبة على قوى قوية ومتماسكة بحيث لا تلتصق بأي مادة أخرى. في حين أن للسوائل أيضًا قوى التصاق تسمح لها بالتفاعل مع المواد الأخرى.

الاختلافات الرئيسية بين التوتر البيني والتوتر السطحي

1. التوتر السطحي هو قوة التفاعل بين الجزيئات التي تشبه بعضها البعض ، في حين أن التوتر السطحي هو قوة التفاعل بين الجزيئات ، على عكس الجزيئات.
2. يحدث التوتر السطحي عند السطح البيني للسائل والهواء ، بينما يمكن أن يحدث التوتر السطحي بين السطح البيني لأي مادتين ، مثل السائل السائل ، أو السائل الصلب ، أو الهواء الصلب.
3. التوتر السطحي أكبر من القوة البينية لأنه ، في الطور الغازي ، تكون قوى التماسك أصغر في الحجم منها في المرحلة السائلة.
4. التوتر السطحي هو قوة الجذب التي تختبرها جزيئات السطح تجاه الجزء الأكبر من السائل ، في حين أن التوتر السطحي هو قوة الجذب التي تتعرض لها جزيئات المادتين على جانبي الواجهة.
5. تسبب قوة التماسك بين الجزيئات توترًا سطحيًا ، في حين أن التوتر السطحي يشبه قوة الالتصاق بين الجزيئات السائبة.

مراجع حسابات

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je034062r
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029411000276

آخر تحديث: 26 يوليو 2023