Міжфазний натяг проти поверхневого натягу: різниця та порівняння

Молекули в масі відчувають силу тяжіння з усіх боків рідини. Цей тип сили, що виникає між ними, отримав назву когезійної сили притягання.

Усі молекули на поверхні рідини відчувають сумарну силу тяжіння до об’єму рідини, тобто до центру. Ця сила називається поверхневим натягом рідини.

І сила, яку відчувають інші молекули в масі, була названа міжфазним натягом, оскільки вона виникає на межі двох шарів рідини в контейнері.

Ключові винесення

1. Міжфазний натяг виникає на межі розділу між двома рідинами, які не змішуються, тоді як поверхневий натяг виникає на межі між рідиною та газом, наприклад повітрям.
2. Міжфазний натяг вимірює силу, необхідну для розділення двох рідин, тоді як поверхневий натяг вимірює силу, необхідну для розширення поверхні рідини.
3. Як міжфазний, так і поверхневий натяг є результатом дисбалансу сил тяжіння всередині рідини та на поверхні рідини або межі розділу.

Міжфазний натяг проти поверхневого натягу

Різниця між міжфазним і поверхневим натягом полягає в місці, де вони обидва мають місце. Поверхневий натяг виникає на одній поверхні рідини, тоді як міжфазний натяг визначається як межа розділу двох незмішуваних рідин або будь-яких двох речовин. Насправді поверхневий натяг є виведенням міжфазного натягу у випадку, коли сила від другої поверхні дорівнює нулю або незначна.

Міжфазний натяг - це властивість між будь-якими двома речовинами, але переважно між двома незмішуваними рідинами. Поверхня розділу речовин може бути рідина-рідина, рідина-тверде або тверде повітря.

Міжфазний натяг — це витрати енергії на одиницю площі, пов’язані зі створенням поверхні розділу між двома речовинами. Це сила взаємодії між двома різними молекулами. Здебільшого це пояснюється силою зчеплення між молекулами.

З іншого боку, поверхневий натяг обмежується лише поверхневими молекулами рідини. Цей тип залучення Сила — це сила притягання між рідиною та повітрям.

Поверхневий натяг — це сила взаємодії між подібними молекулами, тобто молекулами, схожими одна на одну. Ця сила взаємодії називається силою зчеплення. Сила когезії між молекулами насправді відповідає за поверхневий натяг.

Ця сила перешкоджає відокремленню молекул рідини одна від одної.

Таблиця порівняння

Параметри порівняння	Міжфазний натяг	Поверхневий натяг
Визначення	Властивість рідини з газом	Властивість між будь-якими двома речовинами
Місце події	Одна поверхня рідини	Поверхня розділу двох незмішуваних рідин
Тип інтерфейсу	Інтерфейс рідина-повітря	Інтерфейс рідина-рідина, рідина-тверде тіло, тверде тіло-сер
Вид сили	Сила зчеплення	Сила зчеплення
Сила сили	Більша сила	Менша сила

Що таке міжфазний натяг?

Міжфазний натяг — це сила тяжіння між будь-якими двома речовинами, що утворюють межу розділу. Речовини можуть бути будь-якими, наприклад рідина-рідина, рідина-тверде або навіть тверде повітря.

Це витрати енергії на одиницю площі, пов’язані зі створенням межі розділу між двома незмішуваними рідинами. Одиницею міжфазного натягу в СІ є міліньютон на метр (мН/м).

Щоб зрозуміти міжфазний натяг, по-перше, краще знати про силу зчеплення. Сила зчеплення - це взаємодія між, на відміну від молекул. Коли дві рідини, що не змішуються, стикаються, сила взаємодії між ними називається силою зчеплення.

Сили зчеплення також відіграють важливу роль, коли рідина контактує з твердим тілом.

Міжфазний натяг дуже схожий на поверхневий натяг, але змінюється за деякими факторами. На нього також впливають температура, тиск і субстрати, як і поверхневий натяг.

Один із найпоширеніших прикладів міжфазної сили знаходиться на межі розділу нафти та води. Поверхня розділу «масло-вода» має високу межфазну енергію, тоді як поверхня «вода-мило» має набагато нижчу межфазну енергію.

Що таке поверхневий натяг?

Поверхневий натяг - це сила тяжіння, яку відчувають молекули, присутні на поверхні рідини. Молекули відчувають силу, спрямовану на об’єм рідини. Ця сила називається поверхневим натягом. Таким чином утворюється «плівка», яка ускладнює переміщення будь-якого предмета через поверхню або об’єм рідини.

Одиницею вимірювання поверхневого натягу в СІ також є міліньютон на метр (мН/м).

Поверхневий натяг — це в основному визначення самого міжфазного натягу, коли сила з боку другої поверхні дорівнює нулю або незначна порівняно з іншою силою. Поверхневий натяг і міжфазний натяг також досить схожі.

Для поверхневого натягу одна поверхня - це рідина, а інша - газ. Наприклад, перехід від води до повітря утворює поверхню, де в рідині діє поверхневий натяг.

На відміну від міжфазного натягу, когезійні сили відповідають за поверхневий натяг. Сили когезії — це сила взаємодії між схожими одна на одну молекулами. Це сили притягання, які протистоять відриву молекул від поверхні.

Наприклад, тверді тіла мають такі сильні когезійні сили, що вони не прилипають до жодної іншої речовини. Тоді як рідини також мають сили зчеплення, які дозволяють їм взаємодіяти з іншими речовинами.

Основні відмінності між межфазним натягом і поверхневим натягом

1. Поверхневий натяг - це сила взаємодії між молекулами, які схожі одна на одну, тоді як міжфазний натяг - це сила взаємодії між, на відміну від молекул.
2. Поверхневий натяг виникає на межі розділу рідини та повітря, тоді як міжфазний натяг може виникати між поверхнею розділу будь-яких двох речовин, наприклад рідина-рідина, рідина-тверде або тверде повітря.
3. Поверхневий натяг більший, ніж міжфазна сила, тому що в газовій фазі сили зчеплення менші за величиною, ніж у рідкій фазі.
4. Поверхневий натяг — це сила тяжіння, яку відчувають поверхневі молекули до об’єму рідини, тоді як міжфазний натяг — це сила тяжіння, яку відчувають молекули двох речовин по обидва боки від межі розділу.
5. Сила зчеплення між молекулами викликає поверхневий натяг, тоді як міжфазний натяг подібний до сили зчеплення між об’ємними молекулами.

посилання

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

Останнє оновлення: 26 липня 2023 р