تنش سطح در مقابل انرژی سطح
کشش سطحی و انرژی سطحی دو مفهوم بسیار مهم مورد بحث در فیزیک هستند. مفاهیم کشش سطحی و انرژی سطحی به طور گسترده در زمینه هایی مانند مکانیک سیالات، دینامیک سیالات، آیرودینامیک و زمینه های مختلف دیگر استفاده می شود. کشش سطحی نیروی بین مولکولی خالص بر روی مولکول های سطحی یک مایع است. انرژی سطح انرژی مربوط به این پیوندها است. در این مقاله قصد داریم در مورد چیستی کشش سطحی و انرژی سطحی، کاربردهای آنها، تعاریف کشش سطحی و انرژی سطحی، شباهت های آنها و در نهایت تفاوت کشش سطحی و انرژی سطحی بحث کنیم.
کشش سطحی
یک مایع همگن را در نظر بگیرید. هر مولکولی در قسمت‌های مرکزی مایع دقیقاً همان مقدار نیرویی دارد که آن را به هر طرف می‌کشد. مولکول های اطراف مولکول مرکزی را به طور یکنواخت در هر جهت می کشند. حال یک مولکول سطحی را در نظر بگیرید. فقط نیروهایی دارد که به سمت مایع بر روی آن وارد می شود. نیروهای چسبنده هوا - مایع حتی به اندازه نیروهای چسبنده مایع - مایع قوی نیستند. بنابراین، مولکول‌های سطحی به سمت مرکز مایع جذب می‌شوند و لایه‌ای از مولکول‌ها را ایجاد می‌کنند. این لایه سطحی از مولکول ها مانند یک لایه نازک روی مایع عمل می کند.
اگر یک مثال واقعی از یک دستگاه حرکت آب در نظر بگیریم، از این لایه نازک برای قرار دادن خود روی سطح آب استفاده می کند. روی این لایه سطحی می لغزد. اگر این لایه سطحی نبود، بلافاصله غرق می شد.
کشش سطحی به عنوان نیرویی موازی با سطح عمود بر خط واحد طول کشیده شده روی سطح تعریف می شود.واحدهای کشش سطحی Nm-1 هستند کشش سطحی نیز به عنوان انرژی در واحد سطح تعریف می شود. این همچنین به واحدهای کشش سطحی جدید می‌دهد Jm-2 کشش سطحی که بین دو سیال غیرقابل اختلاط رخ می‌دهد به عنوان کشش سطحی شناخته می‌شود.
انرژی سطح
انرژی سطحی و کشش سطحی دو مفهوم به هم پیوسته هستند. مولکول های روی سطح مایع به دلیل نیروهای بین مولکولی نامتعادل نسبت به مولکول های مرکز جمع می شوند. این بدان معناست که چگالی انرژی بالایی در سطح مایع وجود دارد.
انرژی سطح را می توان به عنوان تفاوت انرژی بین بخش عمده مواد و سطح ماده تعریف کرد. انرژی سطح به عنوان انرژی سطح در واحد سطح تعریف می شود. انرژی سطح در واحد سطح با کشش سطحی اندازه گیری شده یکسان است. واحدهای انرژی سطح Jm-2 هستند وقتی انرژی سطح توسط یک منبع خارجی تامین می شود، گفته می شود که مایع در حال حباب زدن است.
تنش سطح در مقابل انرژی سطح
