Unterschied Zwischen Oberflächenspannung Und Kapillarwirkung

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - Oberflächenspannung vs. Kapillarwirkung

Oberflächenspannung und Kapillarwirkung sind physikalische Eigenschaften flüssiger Substanzen. Sie sind makroskopische Eigenschaften von Flüssigkeiten. Der Hauptunterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung besteht darin, dass die Oberflächenspannung als die auf eine bestimmte Länge der Flüssigkeit ausgeübte Kraft gemessen wird, die durch die Einheit N / m (Newton pro Meter) gegeben ist, während die Kapillarwirkung als die Höhe der Flüssigkeitssäule gemessen wird das wird nach oben gezogen, gegen die Schwerkraft, die durch die Einheit m (Meter) gegeben ist.

INHALT

1. Überblick und Hauptunterschied

2. Was ist Oberflächenspannung

? 3. Was ist Kapillarwirkung?

4. Beziehung zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung.

5. Vergleich nebeneinander - Oberflächenspannung und Kapillarwirkung in tabellarischer Form.

6. Zusammenfassung

Was ist Oberflächenspannung?

Oberflächenspannung ist ein Phänomen, bei dem die Oberfläche einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt steht, wie eine dünne elastische Schicht wirkt. Der Begriff Oberflächenspannung wird nur verwendet, wenn die Flüssigkeit mit einem Gas in Kontakt kommt (z. B. wenn sie zur normalen Atmosphäre geöffnet ist). Der Begriff "Grenzflächenspannung" wird für die Schicht zwischen zwei Flüssigkeiten verwendet.

Anziehungskräfte zwischen verschiedenen chemischen Spezies bewirken, dass sich die flüssigen Moleküle miteinander verbinden. Die flüssigen Moleküle in der Oberfläche der Flüssigkeit werden von den Molekülen in der Mitte der Flüssigkeit angezogen. Dies ist eine Art Zusammenhalt. Die Anziehungskraft zwischen flüssigen Molekülen und Luftmolekülen (oder die Adhäsionskräfte) sind jedoch vernachlässigbar. Daher wirkt diese Oberflächenschicht aus flüssigen Molekülen als elastische Membran. Die Oberflächenschicht flüssiger Moleküle steht unter Spannung, da nicht genügend Anziehungskräfte vorhanden sind, um die auf sie einwirkenden Kohäsionskräfte auszugleichen. Daher wird dieser Zustand als Oberflächenspannung bezeichnet.

Abbildung 01: Die Anziehungskräfte auf flüssige Moleküle in der Oberfläche der Flüssigkeit

Formel zur Berechnung der Oberflächenspannung

Oberflächenspannung (γ) = F / d

Hier ist F die Oberflächenkraft und d die Länge, auf die die Oberflächenkraft wirkt. Daher wird die Messung der Oberflächenspannung durch die Einheit N / m (Newton pro Meter) angegeben. Dies ist die SI-Einheit für die Messung der Oberflächenspannung.

Was ist Kapillarwirkung?

Kapillarwirkung ist die Fähigkeit einer Flüssigkeit, in engen Räumen ohne die Unterstützung oder gegen äußere Kräfte wie die Schwerkraft zu fließen. Es kann beobachtet werden, wie Flüssigkeit durch ein Kapillarröhrchen nach oben zieht.

Die Kapillarwirkung tritt aufgrund der intermolekularen Kräfte zwischen flüssigen Molekülen und der Oberfläche des Kapillarröhrchens auf. Daher tritt es aufgrund von Adhäsionskräften auf. Wenn der Durchmesser des Rohrs ausreichend klein ist, steigt die Flüssigkeit aufgrund von Haft- und Kohäsionskräften durch das Rohr. Die Kohäsionskräfte (Anziehungskräfte zwischen ähnlichen Molekülen) bewirken, dass die Moleküle nach oben gezogen werden.

Wenn ein Kapillarröhrchen in eine Flüssigkeit gegeben wird, bildet sich am Rand des Röhrchens ein Meniskus. Aufgrund von Adhäsionskräften zwischen flüssigen Molekülen und der Rohrwand wird die Flüssigkeit dann hochgezogen, bis die auf diese Flüssigkeitsmenge einwirkende Gravitationskraft ausreicht, um die Adhäsionskraft zu überwinden. Dann werden die flüssigen Moleküle aufgrund der Kohäsion hochgezogen.

Abbildung 02: Kapillarwirkung - ein Modell

Kapillarwirkung ist bei Pflanzen häufig. Xylemgefäße sind Kapillarröhrchen, die Wasser mit gelösten Nährstoffen nach oben ziehen können. Dies erfüllt den Bedarf an Wasser und Nährstoffen durch Zweige und Blätter großer Pflanzen.

Welche Beziehung besteht zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung?

Die Kapillarwirkung erzeugt eine Flüssigkeitssäule in einem Kapillarröhrchen. Die Höhe der Flüssigkeitssäule kann durch die unten angegebene Gleichung bestimmt werden.

Formel zur Berechnung der Höhe der Flüssigkeitssäule

h = 2γcosθ / ρgr

In diesem,

• h ist die Höhe der Flüssigkeitssäule,
• γ ist die Oberflächenspannung der Flüssigkeit (Einheit ist N / m),
• θ ist der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Wand des Rohrs,
• ρ ist die Dichte der Flüssigkeit, g ist die Erdbeschleunigung (Einheit ist Kg / m ³),
• r ist der Radius des Rohres (m).

Was ist der Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung?

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Oberflächenspannung gegen Kapillarwirkung
Oberflächenspannung ist ein Phänomen, bei dem die Oberfläche einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt steht, wie eine dünne elastische Schicht wirkt.	Kapillarwirkung ist die Fähigkeit einer Flüssigkeit, in engen Räumen ohne die Unterstützung oder sogar gegen äußere Kräfte wie die Schwerkraft zu fließen.
Theorie
Die Oberflächenspannung ist die Kraft auf die Oberfläche einer Flüssigkeit, die Luft ausgesetzt ist.	Kapillarwirkung ist der Fluss einer Flüssigkeit gegen eine äußere Kraft ohne jegliche Unterstützung.
Messung
Die Oberflächenspannung wird als die Kraft gemessen, die auf eine bestimmte Länge der Flüssigkeit ausgeübt wird, die durch die Einheit N / m (Newton pro Meter) gegeben ist.	Die Kapillarwirkung wird als Höhe der nach oben gezogenen Flüssigkeitssäule gegen die durch die Einheit m (Meter) angegebene Schwerkraft gemessen.

Zusammenfassung - Oberflächenspannung vs. Kapillarwirkung

Oberflächenspannung und Kapillarwirkung sind zwei Arten von mikroskopischen Eigenschaften von Flüssigkeiten. Der Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung besteht darin, dass die Oberflächenspannung als die auf eine bestimmte Länge der Flüssigkeit ausgeübte Kraft gemessen wird, die durch die Einheit N / m (Newton pro Meter) gegeben ist, während die Kapillarwirkung als die Höhe der Flüssigkeitssäule gemessen wird, die wird gegen die durch die Einheit m (Meter) gegebene Schwerkraft nach oben gezogen.