Unterschied Zwischen Oberflächenspannung Und Oberflächenenergie

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

Oberflächenspannung gegen Oberflächenenergie

Oberflächenspannung und Oberflächenenergie sind zwei sehr wichtige Konzepte, die in der Physik diskutiert werden. Die Konzepte der Oberflächenspannung und der Oberflächenenergie werden häufig in Bereichen wie Strömungsmechanik, Strömungsmechanik, Aerodynamik und verschiedenen anderen Bereichen verwendet. Die Oberflächenspannung ist die intermolekulare Nettokraft auf die Oberflächenmoleküle einer Flüssigkeit. Oberflächenenergie ist die relevante Energie dieser Bindungen. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Oberflächenspannung und Oberflächenenergie sind, ihre Anwendungen, die Definitionen von Oberflächenspannung und Oberflächenenergie, ihre Ähnlichkeiten und schließlich den Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Oberflächenenergie.

Oberflächenspannung

Betrachten Sie eine homogene Flüssigkeit. Jedes Molekül in den zentralen Teilen der Flüssigkeit hat genau die gleiche Kraft, die es nach jeder Seite zieht. Die umgebenden Moleküle ziehen das Zentralmolekül gleichmäßig in alle Richtungen. Betrachten Sie nun ein Oberflächenmolekül. Es hat nur Kräfte, die auf die Flüssigkeit wirken. Die Luft-Flüssigkeits-Haftkräfte sind nicht einmal annähernd so stark wie die Flüssig-Flüssig-Kohäsionskräfte. Die Oberflächenmoleküle werden also zum Zentrum der Flüssigkeit hin angezogen, wodurch eine gepackte Molekülschicht entsteht. Diese Oberflächenschicht aus Molekülen wirkt als dünner Film auf der Flüssigkeit.

Wenn wir ein Beispiel aus dem wirklichen Leben eines Wasserläufers nehmen, verwendet er diesen dünnen Film, um sich auf der Wasseroberfläche zu platzieren. Es gleitet auf dieser Oberflächenschicht. Ohne diese Oberflächenschicht wäre sie sofort ertrunken.

Die Oberflächenspannung ist definiert als die Kraft parallel zur Oberfläche senkrecht zu einer auf der Oberfläche gezeichneten Einheitslängenlinie. Die Einheiten der Oberflächenspannung sind Nm ^-1. Die Oberflächenspannung wird auch als Energie pro Flächeneinheit definiert. Dies gibt auch der Oberflächenspannung neue Einheiten Jm ^-2. Die Oberflächenspannung, die zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten auftritt, wird als Grenzflächenspannung bezeichnet.

Oberflächenenergie

Oberflächenenergie und Oberflächenspannung sind zwei miteinander verbundene Konzepte. Die Moleküle auf der Oberfläche einer Flüssigkeit sind aufgrund unausgeglichener intermolekularer Kräfte gepackt als die Moleküle im Zentrum. Dies bedeutet, dass sich an der Oberfläche einer Flüssigkeit eine hohe Energiedichte befindet.

Oberflächenenergie kann als Energiedifferenz zwischen der Masse des Materials und der Oberfläche des Materials definiert werden. Oberflächenenergie ist definiert als die Oberflächenenergie pro Oberflächeneinheit. Die Oberflächenenergie pro Flächeneinheit ist identisch mit der gemessenen Oberflächenspannung. Die Einheiten der Oberflächenenergie sind Jm ^-2. Wenn die Oberflächenenergie von einer externen Quelle bereitgestellt wird, sprudelt die Flüssigkeit.

Oberflächenspannung gegen Oberflächenenergie

Die Oberflächenspannung hat die Einheiten Nm ^-1 und Jm ^-2, während die Oberflächenenergie die Einheit Jm ^{-2 hat}