Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
!! 17.06.2018 (Jel.) Khanova škola zve nadšence ke spolupráci na překladech návodů pro učitele a rodiče.
! 04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
17.01.2016 (Jel.) Rok 2016 s novými a novějšími krystaly od kolegy Pavla!
17.01.2016 (Jel.) Nabídka knih z oborů matematiky, fyziky, chemie
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 21. 02. 2019 17:27 — Editoval _julia (21. 02. 2019 18:11)

_julia
Zelenáč
Příspěvky: 24
Reputace:   
 

Povrchové napätie kvapalín

Prelúskavam sa povrchovým napätím kvapalín a nie som si istá, či tomu rozumiem.
Zatiaľ som to pochopila takto:
Povrchová vrstva kvapaliny je vrstva v kvapaline takých častíc, ktorých vzdialenosť od povrchu je menšia ako maximálna vzdialenosť častíc, pri ktorej na seba pôsobia nezanedbateľnými silami. A teda ak sa molekula nachádza v tejto povrchovej vrstve, pôsobí na ňu viac častíc, ktoré sa nachádzajú "pod ňou" ako nad ňou a preto má výslednica na ňu pôsobiacich síl smer do vnútra kvapaliny kolmo na povrch.
Týmto si nie som istá: Povrchové napätie je spôsobené tým, že molekuly v tejto povrchovej vrstve nie sú "ťahané na všetky strany" ako molekuly vo vnútri a preto majú väčšiu energiu (keď sa vytvorí väzba, energia sa uvoľní - tieto molekuly majú "menej väzieb" s okolitými molekulami, a preto majú väčšiu energiu). Túto energiu môžu teda využiť na "posilnenie" väzieb s okolitými molekulami - a tak môže chodiť hmyz po vode... Táto povrchová vrstva má ale aj tak viac energie ako častice vo vnútri, je to kvôli tomu, že ani pri "posilnení" týchto väzieb sa neuvoľnilo toľko energie, aby sa energia častíc na povrchu rovnala energii častíc vo vnútri?

Predstavme si, že máme obdĺžnikový mydlový film s dĺžkou l a šírkou d. Prečo sa celková povrchová sila tohoto filmu nerovná l*d*σ ale len σ*l? Ak d sa nerovná l, potom môžeme dostať dva rôzne výsledky... F=l*d*σ mi príde logickejšie, pretože on každý tenulinký pásik dĺžky l v šírke d pôsobí nejakou silou...

Offline

 

#2 23. 02. 2019 06:27

KennyMcCormick
Příspěvky: 1613
Reputace:   48 
 

Re: Povrchové napätie kvapalín

Povrchové napätie je spôsobené tým, že molekuly v tejto povrchovej vrstve nie sú "ťahané na všetky strany" ako molekuly vo vnútri a preto majú väčšiu energiu (keď sa vytvorí väzba, energia sa uvoľní - tieto molekuly majú "menej väzieb" s okolitými molekulami, a preto majú väčšiu energiu). Túto energiu môžu teda využiť na "posilnenie" väzieb s okolitými molekulami - a tak môže chodiť hmyz po vode... Táto povrchová vrstva má ale aj tak viac energie ako častice vo vnútri, je to kvôli tomu, že ani pri "posilnení" týchto väzieb sa neuvoľnilo toľko energie, aby sa energia častíc na povrchu rovnala energii častíc vo vnútri?

Podle mě to tak zhruba je - s tím rozdílem, že přitažlivost mezi molekulami a nohou hmyzu je mnohem menší na hladině než uvnitř vody, takže tam budou ještě nějaké další faktory, které to mění.

Predstavme si, že máme obdĺžnikový mydlový film s dĺžkou l a šírkou d. Prečo sa celková povrchová sila tohoto filmu nerovná l*d*σ ale len σ*l?

Ve skutečnosti je to
$F = 2\sigma l$, protože mýdlová blána má 2 povrchy (jestli si oba představujeme totéž).

Na $d$ nezáleží, protože v každé části pásku působí povrch silou na všechny strany, takže bych řekl, že se síly každého elementu efektivně zruší (s výjimkou těch na kraji).

Výsledek je, že povrchové napětí (které udává potenciální energii povrchu na jednotku povrchu) je konstanta, takže na zvýšení povrchu o jednotku povrchu je potřeba konstantní energie (rovna $\sigma$).


Even if you take the best course of action, the universe is still allowed to say "So what?" and kill you.

Offline

 

#3 23. 02. 2019 12:26

edison
Příspěvky: 1490
Reputace:   34 
 

Re: Povrchové napätie kvapalín

Hlavně je dobré si uvědomit, že to l není délka objektu, ale délka hrany, tedy např. u toho obdélníku je to jeho obvod.

Offline

 

#4 25. 02. 2019 18:07

KennyMcCormick
Příspěvky: 1613
Reputace:   48 
 

Re: Povrchové napätie kvapalín

Ano, záleží na tom, za co taháme. Pokud jenom za jednu příčku, tak $l$ je délka příčky, pokud roztahujeme celý obdélník najednou, tak obvod obdélníku.

Já jsem to původně pochopil tak, že se ptá, proč se nechová povrchová blána jako pružina - tj. proč nezávisí povrchová síla na $d$, ale jenom na $l$, ale teď, jak to čtu podruhé, tak si spíš představuje tahání za celý obdélník...


Even if you take the best course of action, the universe is still allowed to say "So what?" and kill you.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson