Irtotavarana olevat molekyylit kokevat vetovoiman kaikista suunnista nesteessä. Tämän tyyppistä voimaa, joka esiintyy niiden välillä, kutsuttiin koheesiovoimaksi vetovoimaksi.
Kaikki nesteen pinnalla olevat molekyylit kokevat nettovetovoiman nesteen suurinta osaa eli keskustaa kohti. Tätä voimaa kutsutaan nesteen pintajännitykseksi.
Ja muiden massassa olevien molekyylien kokemaa voimaa kutsuttiin rajapintajännitykseksi, koska se esiintyy säiliössä olevan nesteen kahden kerroksen rajapinnassa.
Keskeiset ostokset
- Rajapintajännitys tapahtuu kahden sekoittumattoman nesteen rajapinnassa, kun taas pintajännitys tapahtuu nesteen ja kaasun, kuten ilman, rajapinnassa.
- Rajapintajännitys mittaa voimaa, joka tarvitaan kahden nesteen erottamiseen, kun taas pintajännitys mittaa voimaa, joka tarvitaan nesteen pinnan laajentamiseen.
- Sekä rajapinta- että pintajännitys johtuvat houkuttelevien voimien epätasapainosta nesteen sisällä ja nesteen pinnalla tai rajapinnalla.
Pintajännitys vs pintajännitys
Pintajännityksen ja pintajännityksen välinen ero on paikka, jossa ne molemmat tapahtuvat. Pintajännitys esiintyy yhdellä nestepinnalla, kun taas rajapintajännitys määritellään kahden sekoittumattoman nesteen tai minkä tahansa kahden aineen rajapinnaksi. Itse asiassa pintajännitys on rajapintajännityksen johdannainen siinä tapauksessa, että toisesta pinnasta tuleva voima on nolla tai mitätön.
Rajapintajännitys on minkä tahansa kahden aineen välinen ominaisuus, mutta enimmäkseen kahden sekoittumattoman nesteen välillä. Aineiden rajapinta voi olla neste-neste, neste-kiinteä tai kiinteä-ilma.
Rajapintajännitys on energiakustannukset pinta-alayksikköä kohti, joka liittyy kahden aineen välisen rajapinnan luomiseen. Se on kahden erilaisen molekyylin välinen vuorovaikutusvoima. Molekyylien välinen adheesiovoima enimmäkseen selittää sen.
Toisaalta pintajännitys rajoittuu vain nesteen pintamolekyyleihin. Tämän tyyppinen vetovoima voima on neste-ilma-rajapinnan vetovoima.
Pintajännitys on samanlaisten molekyylien, toisin sanoen toistensa kaltaisten molekyylien, välinen vuorovaikutusvoima. Tätä vuorovaikutusvoimaa kutsutaan koheesiovoimaksi. Molekyylien välinen koheesiovoima on itse asiassa vastuussa pintajännityksestä.
Tämä voima estää nestemolekyylejä irtautumasta toisistaan.
Vertailu Taulukko
| Vertailun parametrit | Rajapintajännitys | Pintajännitys |
|---|---|---|
| Määritelmä | Nesteen ominaisuus kaasun kanssa | Kahden aineen välinen ominaisuus |
| Tapahtumapaikka | Yksittäinen nestepinta | Kahden sekoittumattoman nesteen rajapinta |
| Käyttöliittymän tyyppi | Neste-ilma-liitäntä | Neste-neste, neste-kiinteä, kiinteä-sir-rajapinta |
| Voiman tyyppi | Kohesiovoima | Tarttumisvoima |
| Voiman voima | Suurempi voima | Vähemmän voimaa |
Mikä on rajapintojen jännitys?
Rajapintojen jännitys on minkä tahansa kahden rajapinnan muodostavan aineen välinen vetovoima. Aineet voivat olla mitä tahansa, kuten neste-neste, neste-kiinteä tai jopa kiinteä-ilma.
Se on energiakustannus pinta-alayksikköä kohti, joka liittyy kahden sekoittumattoman nesteen välisen rajapinnan luomiseen. Rajapintajännityksen SI-yksikkö on milliwton per metri (mN/m).
Rajapintojen jännityksen ymmärtämiseksi on ensinnäkin parempi tietää adheesiovoima. Adheesiovoima on vuorovaikutusta, toisin kuin molekyylit. Kun kaksi sekoittumatonta nestettä saatetaan kosketuksiin, niiden välistä vuorovaikutusvoimaa kutsutaan adheesiovoimaksi.
Tartuntavoimilla on myös tärkeä rooli, kun neste saatetaan kosketukseen kiinteän aineen kanssa.
Pintajännitys on hyvin samanlainen kuin pintajännitys, mutta vaihtelee joissakin tekijöissä. Myös lämpötila, paine ja alustat vaikuttavat siihen, samoin kuin pintajännitys.
Yksi yleisimmistä esimerkkejä rajapintavoimasta löytyy öljyn ja veden rajapinnasta. Öljy-vesi-rajapinnalla on korkea rajapintaenergia, kun taas vesi-saippua-rajapinnalla on paljon pienempi rajapintaenergia.
Mikä on pintajännitys?
Pintajännitys on nesteen pinnalla olevien molekyylien kokema vetovoima. Molekyylit kokevat voiman nesteen valtaosaa kohti. Tätä voimaa kutsutaan pintajännitykseksi. Tämä muodostaa "kalvon", mikä vaikeuttaa minkä tahansa esineen liikuttamista nesteen pinnan tai osan läpi.
Pintajännityksen SI-yksikkö on myös milliwton per metri (mN/m).
Pintajännitys on pohjimmiltaan itse rajapintajännityksen johtaminen, kun toisen pinnan puolelta tuleva voima on nolla tai mitätön verrattuna toiseen voimaan. Pintajännitys ja rajapintajännitys ovat myös melko samanlaisia.
Pintajännitystä varten toinen pinta on nestettä ja toinen pinta kaasu. Esimerkiksi siirtyminen vedestä ilmaan muodostaa pinnan, jossa pintajännitys vaikuttaa nesteessä.
Pintajännitystä vastapäätä pintajännityksen esiintymisestä vastaavat koheesiovoimat. Koheesiovoimat ovat toistensa kaltaisten molekyylien välisen vuorovaikutuksen voima. Ne ovat vetovoimia, jotka vastustavat molekyylien irtoamista pinnasta.
Esimerkiksi kiinteillä aineilla on niin vahvat koheesiovoimat, etteivät ne tartu mihinkään muuhun aineeseen. Kun taas nesteillä on myös adheesiovoimat, jotka mahdollistavat niiden vuorovaikutuksen muiden aineiden kanssa.
Tärkeimmät erot rajapintajännityksen ja pintajännityksen välillä
- Pintajännitys on toistensa kaltaisten molekyylien välinen vuorovaikutusvoima, kun taas rajapintajännitys on vuorovaikutuksen voima, toisin kuin molekyylit.
- Pintajännitystä esiintyy nesteen ja ilman rajapinnassa, kun taas rajapintajännitystä voi esiintyä minkä tahansa kahden aineen, kuten neste-neste, neste-kiinteä tai kiinteä-ilma, rajapinnan välillä.
- Pintajännitys on suurempi kuin rajapintavoima, koska kaasufaasissa koheesiovoimat ovat suuruudeltaan pienempiä kuin nestefaasissa.
- Pintajännitys on vetovoima, jonka pintamolekyylit kokevat nesteen pääosaa kohti, kun taas rajapintajännitys on vetovoima, jonka kahden aineen molekyylit kokevat rajapinnan kummallakin puolella.
- Molekyylien välinen koheesiovoima aiheuttaa pintajännitystä, kun taas rajapintajännitys on samanlainen kuin massamolekyylien välinen adheesiovoima.
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je034062r
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029411000276
Viimeksi päivitetty: 26. heinäkuuta 2023
Olen tehnyt niin paljon vaivaa kirjoittaakseni tämän blogikirjoituksen tarjotakseni sinulle lisäarvoa. Siitä on minulle paljon apua, jos harkitset sen jakamista sosiaalisessa mediassa tai ystäviesi/perheesi kanssa. JAKAminen ON ♥️
Piyush Yadav on työskennellyt viimeiset 25 vuotta fyysikkona paikallisessa yhteisössä. Hän on fyysikko, joka haluaa tehdä tieteen helpommin lukijoidemme ulottuville. Hän on koulutukseltaan luonnontieteiden kandidaatti ja ympäristötieteiden jatkotutkinto. Voit lukea hänestä lisää hänen sivuiltaan bio-sivu.
