Mezifázové napětí vs povrchové napětí: Rozdíl a srovnání

Molekuly v sypké hmotě působí v kapalině přitažlivou silou ze všech směrů. Tento druh síly vyskytující se mezi nimi se nazýval kohezní přitažlivá síla.

Všechny molekuly na povrchu kapaliny jsou vystaveny čisté přitažlivé síle směrem k objemu kapaliny, tedy ke středu. Tato síla se nazývá povrchové napětí kapaliny.

A síla, kterou pociťuje zbytek molekul ve velkém, byla nazvána jako mezifázové napětí, které se vyskytuje na rozhraní dvou vrstev kapaliny v nádobě.

Key Takeaways

1. K mezifázovému napětí dochází na rozhraní mezi dvěma nemísitelnými kapalinami, zatímco k povrchovému napětí dochází na rozhraní mezi kapalinou a plynem, jako je vzduch.
2. Mezipovrchové napětí měří sílu potřebnou k oddělení dvou kapalin, zatímco povrchové napětí měří sílu potřebnou k roztažení povrchu kapaliny.
3. Jak mezifázové, tak povrchové napětí vyplývá z nerovnováhy přitažlivých sil uvnitř kapaliny a na povrchu nebo rozhraní kapaliny.

Mezifázové napětí versus povrchové napětí

Rozdíl mezi mezipovrchovým napětím a povrchovým napětím je místo, kde se obě odehrávají. Povrchové napětí se vyskytuje na jednom povrchu kapaliny, zatímco mezipovrchové napětí je definováno jako rozhraní dvou nemísitelných kapalin nebo jakýchkoli dvou látek. Ve skutečnosti je povrchové napětí odvozením mezifázového napětí v případě, kdy je síla z druhého povrchu nulová nebo zanedbatelná.

Mezipovrchové napětí je vlastnost mezi libovolnými dvěma látkami, ale většinou mezi dvěma nemísitelnými kapalinami. Rozhraní látek může být kapalina-kapalina, kapalina-pevná látka nebo pevná látka-vzduch.

Mezipovrchové napětí je cena energie na jednotku plochy spojená s vytvořením rozhraní mezi dvěma látkami. Je to síla interakce mezi dvěma odlišnými molekulami. Adhezní síla mezi molekulami to většinou vysvětluje.

Na druhé straně je povrchové napětí omezeno pouze na povrchové molekuly v kapalině. Tento typ atrakce síla je přitažlivá síla rozhraní kapalina-vzduch.

Povrchové napětí je síla interakce mezi podobnými molekulami, tedy molekulami, které jsou si navzájem podobné. Tato interakční síla se nazývá kohezní síla. Kohezní síla mezi molekulami je ve skutečnosti zodpovědná za povrchové napětí.

Tato síla brání molekulám kapaliny oddělit se od sebe.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Mezifázové napětí	Povrchové napětí
Definice	Vlastnost kapaliny s plynem	Vlastnost mezi libovolnými dvěma látkami
Místo výskytu	Jediný tekutý povrch	Rozhraní dvou nemísitelných kapalin
Typ rozhraní	Rozhraní kapalina-vzduch	Rozhraní kapalina-kapalina, kapalina-pevná látka, pevná látka-pan
Druh síly	Soudržná síla	Adhezní síla
Síla síly	Větší síla	Menší síla

Co je to mezifázové napětí?

Mezipovrchové napětí je síla přitažlivosti mezi jakýmikoli dvěma látkami tvořícími rozhraní. Látky mohou být cokoli, například kapalina-kapalina, kapalina-pevná látka nebo dokonce pevná látka-vzduch.

Jsou to náklady na energii na jednotku plochy spojené s vytvořením rozhraní mezi dvěma nemísitelnými kapalinami. Jednotkou SI mezifázového napětí je millinewton na metr (mN/m).

Pro pochopení mezifázového napětí je nejprve lepší vědět o adhezní síle. Adhezní síla je na rozdíl od molekul interakce mezi nimi. Když se dvě nemísitelné kapaliny uvedou do kontaktu, síla vzájemného působení mezi nimi se nazývá adhezní síla.

Adhezní síly také hrají důležitou roli, když se kapalina dostane do kontaktu s pevnou látkou.

Mezipovrchové napětí je velmi podobné povrchovému napětí, ale v některých faktorech se liší. Je také ovlivněn teplotou, tlakem a substráty, stejně jako povrchovým napětím.

Jeden z nejběžnějších příkladů mezifázové síly se nachází na rozhraní oleje a vody. Rozhraní olej-voda má vysokou mezifázovou energii, zatímco rozhraní voda-mýdlo má mnohem nižší mezifázovou energii.

Co je povrchové napětí?

Povrchové napětí je přitažlivá síla, kterou působí molekuly přítomné na povrchu kapaliny. Na molekuly působí síla směrem k objemu kapaliny. Tato síla se nazývá povrchové napětí. Tím se vytvoří „film“, který znesnadňuje pohyb jakéhokoli předmětu povrchem nebo objemem kapaliny.

Jednotkou SI povrchového napětí je také millinewton na metr (mN/m).

Povrchové napětí je v podstatě odvozením samotného mezipovrchového napětí, kdy síla ze strany druhého povrchu je nulová nebo zanedbatelná ve srovnání s druhou silou. Povrchové napětí a mezifázové napětí jsou také velmi podobné.

Pro povrchové napětí je jeden povrch kapalina a druhý povrch je plyn. Například přechod z vody do vzduchu tvoří povrch, kde v kapalině působí povrchové napětí.

Na rozdíl od mezifázového napětí jsou za povrchové napětí zodpovědné kohezní síly. Kohezní síly jsou silou interakce mezi molekulami, které jsou si navzájem podobné. Jsou to přitažlivé síly, které brání oddělení molekul od povrchu.

Například pevné látky mají tak silné kohezní síly, že se nelepí na žádnou jinou látku. Zatímco kapaliny mají také adhezní síly, které jim umožňují interakci s jinými látkami.

Hlavní rozdíly mezi mezifázovým napětím a povrchovým napětím

1. Povrchové napětí je síla interakce mezi molekulami, které jsou si navzájem podobné, zatímco mezifázové napětí je síla interakce mezi molekulami, na rozdíl od nich.
2. Povrchové napětí se vyskytuje na rozhraní kapaliny a vzduchu, zatímco k mezifázovému napětí může dojít mezi rozhraním jakýchkoli dvou látek, jako je kapalina-kapalina, kapalina-pevná látka nebo pevná látka-vzduch.
3. Povrchové napětí je větší než mezipovrchová síla, protože v plynné fázi jsou kohezní síly menší než v kapalné fázi.
4. Povrchové napětí je síla přitažlivosti, kterou působí povrchové molekuly směrem k objemu kapaliny, zatímco mezifázové napětí je síla přitažlivosti, kterou pociťují molekuly dvou látek na obou stranách rozhraní.
5. Kohezní síla mezi molekulami způsobuje povrchové napětí, zatímco mezifázové napětí je podobné adhezní síle mezi objemovými molekulami.

Reference

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

Poslední aktualizace: 26. července 2023