Napięcie powierzchniowe i adhezja

Jeśli weźmiesz szklankę wody i igłę. Weźmiesz tę igłę i bardzo uważnie, bardzo uważnie spuścisz to na wodę, to utrzyma się ona tam i to nie dlatego, że pływa. Igła nie pływałaby na powierzchni wody, ponieważ ma od niej większą gęstość. A wiemy, że jeśli coś jest bardziej gęste od wody, to utonie. Więc igła nie pływa. Po prostu siedzi na powierzchni, ponieważ istnieje napięcie powierzchniowe. Woda jest cieczą, która może mieć istotne napięcie powierzchniowe, a wiesz, że to napięcie powierzchniowe ponieważ jeśli przyłożyłbyś małą siłę w dół rozrywającą napięcie powierzchniowe, lub wepchnął igłę tuż pod powierzchnię, to by zatonęła. Zatonęłaby jak kamień, opadłaby natychmiast na dół kubka. Więc, dlaczego woda ma tę własność napięcia powierzchniowego? To ma związek z tym, że cząstki wody w płynie przyciągają się nawzajem. Ta cząstka wody może stworzyć wiązania wodorowe z innymi cząstkami wody będącymi dookoła, i jest wciągana ku nim-nazywa się to kohezja. Więc fakt, że cząstki wody i innych płynów przyciągają się do siebie, nazywa się kohezją. Ale, co to ma wspólnego z napięciem powierzchniowym? Cóż, kluczowe jest to, że cząstki wody chciałyby się skupić. Chcą się zgrupować, jeśli mogą. Więc co by ta cząstka wody zrobiła? To znaczy, którą stroną będzie szła? Jak decyduje, do której grupy się dołączyć? To jest problem. Tu jest trochę płynu, nie może zdecydować lub inaczej mówiąc, powiedzmy że został przyciągnięty ku tej cząstce. Cóż, jest także przyciągany w lewo przez te wszystkie cząstki. Przez tę kierującą z powrotem ku oryginalnej pozycji. Ponieważ będzie składowa tej siły, która będzie wskazywać w kierunku wyjściowej pozycji, tak jak ta ku lewej stronie. Więc te cząstki są ograniczone. Te tutaj w centrum płynu mają za dużo innych cząstek wody dookoła dyktujących gdzie mają być. Bo, gdyby próbowały się przesunąć, zostałyby wciągnięte z powrotem ku tej pozycji. Jednakże, na samej powierzchni nie ma jeszcze wyższych cząstek wody. Te u góry są wolne. Są mniej ograniczone. Więc to pozawala tym cząstkom wody na powierzchni grupować się trochę lepiej, formować silniejsze wiązania, bliżej siebie, na powierzchni w taki sposób, że tworzą napięcie, które nie jest obecne wewnątrz płynu. Tak, te cząstki poniżej będą zapobiegać przed grupowaniem się w dużą grudkę na środku. Ale ponieważ one są mniej ograniczone, mogą formować te ciaśniejsze wiązania tutaj na powierzchni i to pozwala podtrzymać ciśnienie z góry. Więc podtrzymuje pewien ciężar, który pozwala igle spoczywać na powierzchni. Kilka zastosowań tego, jedna medyczna. Jeśli żółć jest w moczu, to możesz ją wykryć, ponieważ obniża ona napięcie powierzchniowe moczu. Więc to jest test, czy wątroba metabolizuje pokarm tak, jak powinna. Innym zastosowaniem jest, gdy jedziesz na camping, i jesteś w namiocie. Pada i na namiot spadają krople. Większość namiotów nie będzie przeciekać, ale będziesz pokuszony. Będziesz siedzieć tutaj. Będziesz myślał, to wygląda dobre, i będziesz chciał tego dotknąć. Ale nie powinieneś tego zrobić, ponieważ gdy to zrobisz,to możesz zniszczyć napięcie powierzchniowe. A gdy to zrobisz, woda zacznie przeciekać przez namiot z miejsca, które dotknąłeś. I nie będziesz miał dobrej nocy. Więc, opanuj żądzę przerwania napięcia powierzchniowego na namiocie, gdy pada. A gdy myjesz ręce, gdy używasz detergentów. Jeśli umyjesz swoje ręce tylko zwykłą wodą, i tyle, to czasami napięcie pow. jest za duże.Te cząstki wody są zbyt związane ze sobą, Formują za dużą grudkę. To tak nie wygląda. Wygląda doskonale gładko, ale na mikroskopowym poziomie, woda nie jest tak rozrzedzona, jak mogłaby być. Formuje te grudki ponieważ woda ma kohezję i one się łączą, ale gdy dodasz trochę mydła, ono przerywa napięcie pow. Ono obniża napięcie pow. co oznacza, że te cząstki wody nie łączą się tak bardzo. I jeśli one się nie grupują, to mogą wejść w małe szczeliny, które wywabiają brud z twoich rąk. I ta woda lepiej wchodzi w szczeliny i tam, gdzie powinna iść. Więc napięcie pow. pochodzi z kohezji pomiędzy cząstkami wody na powierzchni płynu, ale cząstki wody nie są po prostu przyciągane do siebie. One są przyciągane do pojemnika oraz do innych materiałów i to jest nazywane adhezją. Więc fakt, że cząstki wody są też przyciągane do innych materiałów nazywa się adhezją. Więc to, co się staje, to cząstki wody nie są po prostu przyciągane do innych cząstek wody, są przyciągane do ściany i te cząstki wspinają się trochę na ścianę. Więc to, dlaczego zobaczysz, gdy wypełniasz pojemnik z wodą, lub mierzysz ilość płynu w małej biurecie, nie jest dokładnie wypoziomowane na powierzchni. Właściwie formuje taki kształt To trochę przesadzone, ale brzegi będą trochę wyższe niż środek. Więc musisz być uważny, gdy mierzysz. To jest zazwyczaj nazywane meniskiem i jest powodowane przez adhezję. Przyciąganie się cząstek wody do pojemnika, w którym jest. Ta siła adhesji, siła adhesji jest ważna. Powoduje coś, nazywane zjawiskami kapilarnymi. Więc pozwólcie, że pozbędę się tego. Jeśli mamy pojemnik z płynem, powiedzmy wodę i weźmiesz inny pojemnik. Włożysz to tutaj jak słomkę. Jeśli włożysz to zobaczysz, że ponieważ płyn jest przyciągany do ścian tego wewnętrznego pojemnika, nie zostaje na tym poziomie, tylko wznosi się. Wciąga to trochę powyżej powierzchni wody. I jeśli weźmiesz rurkę o nawet mniejszej średnicy i włożysz tutaj, to im mniejsza rurka, tym większy będzie efekt. Woda będzie wznosić się nawet do większej wysokości w rurce, w związku z adhezją ze ścianami pojemnika. I nazwa na ten efekt to zjawisko kapilarne, które jest ważne w różnorodnych biologicznych i nie przykładach, gdzie płyn jest transportowany częściowo poprzez przyciąganie do ścian pojemnika lub w rurce, przez którą płynie.