Молекулы в объеме испытывают силу притяжения со всех сторон в жидкости. Этот тип силы, возникающей между ними, был назван связующей силой притяжения.
Все молекулы на поверхности жидкости испытывают суммарную силу притяжения по направлению к объему жидкости, то есть к центру. Эта сила называется поверхностным натяжением жидкости.
А сила, испытываемая остальными молекулами в объеме, была названа межфазным натяжением, поскольку она возникает на границе двух слоев жидкости в контейнере.
Основные выводы
- Межфазное натяжение возникает на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, а поверхностное натяжение возникает на границе между жидкостью и газом, например воздухом.
- Межфазное натяжение измеряет силу, необходимую для разделения двух жидкостей, а поверхностное натяжение измеряет силу, необходимую для расширения поверхности жидкости.
- Как межфазное, так и поверхностное натяжение возникают в результате дисбаланса сил притяжения внутри жидкости и на поверхности жидкости или на границе раздела.
Межфазное натяжение против поверхностного натяжения
Разница между межфазным натяжением и поверхностным натяжением заключается в том, где они оба происходят. Поверхностное натяжение возникает на одной поверхности жидкости, тогда как межфазное натяжение определяется как граница раздела двух несмешивающихся жидкостей или любых двух веществ. По сути, поверхностное натяжение есть производное межфазного натяжения в случае, когда сила со стороны второй поверхности равна нулю или пренебрежимо мала.
Межфазное натяжение — это свойство между любыми двумя веществами, но в основном между двумя несмешивающимися жидкостями. Граница раздела веществ может быть жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело или твердое тело-воздух.
Межфазное натяжение — это затраты энергии на единицу площади, связанные с созданием границы раздела двух веществ. Это сила взаимодействия между двумя непохожими молекулами. В основном это объясняется силой сцепления между молекулами.
С другой стороны, поверхностное натяжение ограничивается только поверхностными молекулами жидкости. Этот тип силы притяжения представляет собой силу притяжения на границе раздела жидкость-воздух.
Поверхностное натяжение — это сила взаимодействия между однородными молекулами, то есть молекулами, похожими друг на друга. Эту силу взаимодействия называют силой сцепления. Сила сцепления между молекулами фактически отвечает за поверхностное натяжение.
Эта сила не позволяет молекулам жидкости отделяться друг от друга.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | Межфазное напряжение | Поверхностное Натяжение |
|---|---|---|
| Определение | Свойство жидкости с газом | Свойство между любыми двумя веществами |
| Место возникновения | Единая поверхность жидкости | Поверхность раздела двух несмешивающихся жидкостей |
| Тип интерфейса | Интерфейс жидкость-воздух | Интерфейс жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело, твердое тело-сэр |
| Тип силы | Связующая сила | Сила адгезии |
| Сила силы | Большая сила | Меньшая сила |
Что такое межфазное натяжение?
Межфазное натяжение — это сила притяжения между любыми двумя веществами, образующими поверхность раздела. Вещества могут быть любыми, например жидкость-жидкость, жидкость-твердое или даже твердое тело-воздух.
Это затраты энергии на единицу площади, связанные с созданием границы раздела двух несмешивающихся жидкостей. Единицей межфазного натяжения в системе СИ является миллиньютон на метр (мН/м).
Чтобы понять межфазное натяжение, во-первых, лучше знать о силе сцепления. Сила сцепления – это взаимодействие между, в отличие от молекул. При соприкосновении двух несмешивающихся жидкостей сила взаимодействия между ними называется силой сцепления.
Силы сцепления также играют важную роль, когда жидкость контактирует с твердым телом.
Межфазное натяжение очень похоже на поверхностное натяжение, но зависит от некоторых факторов. На него также влияют температура, давление и субстраты, как и на поверхностное натяжение.
Один из наиболее распространенных примеров межфазной силы находится на границе раздела нефти и воды. Поверхность раздела масло-вода имеет высокую межфазную энергию, тогда как граница раздела вода-мыло имеет гораздо более низкую межфазную энергию.
Что такое поверхностное натяжение?
Поверхностное натяжение — это сила притяжения, которую испытывают молекулы, находящиеся на поверхности жидкости. Молекулы испытывают силу, направленную к объему жидкости. Эта сила называется поверхностным натяжением. При этом образуется «пленка», затрудняющая перемещение любого объекта через поверхность или объем жидкости.
Единицей поверхностного натяжения в системе СИ также является миллиньютон на метр (мН/м).
Поверхностное натяжение в основном является производным самого межфазного натяжения, когда сила со стороны второй поверхности равна нулю или пренебрежимо мала по сравнению с другой силой. Поверхностное натяжение и межфазное натяжение также очень похожи.
Для поверхностного натяжения одна поверхность представляет собой жидкость, а другая поверхность - газ. Например, при переходе от воды к воздуху образуется поверхность, на которой в жидкости действует поверхностное натяжение.
В отличие от межфазного натяжения, силы сцепления ответственны за поверхностное натяжение. Силы сцепления — это силы взаимодействия между молекулами, которые похожи друг на друга. Это силы притяжения, препятствующие отделению молекул от поверхности.
Например, твердые тела обладают такими сильными силами сцепления, что не прилипают ни к какому другому веществу. В то время как жидкости также обладают силами сцепления, которые позволяют им взаимодействовать с другими веществами.
Основные различия между межфазным натяжением и поверхностным натяжением
- Поверхностное натяжение — это сила взаимодействия между молекулами, похожими друг на друга, тогда как межфазное натяжение — это сила взаимодействия между непохожими молекулами.
- Поверхностное натяжение возникает на границе раздела жидкости и воздуха, тогда как межфазное натяжение может возникать между границей раздела любых двух веществ, таких как жидкость-жидкость, жидкость-твердое тело или твердое тело-воздух.
- Поверхностное натяжение больше межфазной силы, потому что в газовой фазе силы сцепления меньше по величине, чем в жидкой фазе.
- Поверхностное натяжение — это сила притяжения, испытываемая поверхностными молекулами к объему жидкости, тогда как межфазное натяжение — это сила притяжения, испытываемая молекулами двух веществ по обе стороны от границы раздела.
- Сила сцепления между молекулами вызывает поверхностное натяжение, тогда как межфазное натяжение аналогично силе сцепления между объемными молекулами.
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je034062r
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029411000276
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️