Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung

Schlüsselunterschied - Oberfläche Spannung gegen Kapillaraktion
 

Oberflächenspannung und Kapillarwirkung sind physikalische Eigenschaften von flüssigen Substanzen. Sie sind makroskopische Eigenschaften von Flüssigkeiten. Der Schlüsselunterschied Zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung ist das, Die Oberflächenspannung wird als die auf einer bestimmte Länge der Flüssigkeit aufgetragene Kraft gemessen m (Meter).

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist Oberflächenspannung
3. Was ist Kapillarwirkung
4. Beziehung zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung
5. Seite an Seite Vergleich - Oberflächenspannung gegen Kapillarwirkung in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist Oberflächenspannung?

Die Oberflächenspannung ist ein Phänomen, bei dem die Oberfläche einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt steht, wie ein dünner Gummiball wirkt. Der Begriff Oberflächenspannung wird nur verwendet, wenn die Flüssigkeit mit einem Gas in Kontakt steht (z. B. bei der normalen Atmosphäre). Der Begriff „Grenzflächenspannung“ wird für die Schicht zwischen zwei Flüssigkeiten verwendet.

Attraktionen zwischen verschiedenen chemischen Spezies führen dazu, dass sich die flüssigen Moleküle zusammen vereinen. Die flüssigen Moleküle in der Oberfläche der Flüssigkeit werden von den Molekülen in der Mitte der Flüssigkeit angezogen. Dies ist eine Art Kohäsion. Aber die Anziehungskraft zwischen flüssigen Molekülen und Luftmolekülen (oder den Klebstoffkräften) ist vernachlässigbar. Daher wirkt diese Oberflächenschicht von flüssigen Molekülen als Elastizitätsmembran. Die Oberflächenschicht von flüssigen Molekülen steht unter Spannung, da es keine genügend Anziehungskräfte gibt, um die kohäsiven Kräfte auf sie auszugleichen. Daher wird dieser Zustand als Oberflächenspannung bezeichnet.

Abbildung 01: Die Anziehungskräfte erfordern flüssige Moleküle in der Flüssigkeitsoberfläche

Formel zur Berechnung der Oberflächenspannung

Oberflächenspannung (γ) = f/d

Hier ist F die Oberflächenkraft und D ist die Länge, entlang der die Oberflächenkraft wirkt. Daher erfolgt die Messung der Oberflächenspannung durch die Einheit N/m (Newton pro Meter).Es ist die Si -Einheit für die Messung der Oberflächenspannung.

Was ist Kapillarwirkung?

Kapillarwirkung ist die Fähigkeit einer Flüssigkeit, in schmalen Räumen ohne die Unterstützung oder im Gegensatz zu externen Kräften wie der Schwerkraft zu fließen. Es kann als flüssiges Zeichnen durch ein Kapillarrohr in Aufwärtsrichtung beobachtet werden.

Die Kapillarwirkung tritt aufgrund der intermolekularen Kräfte zwischen flüssigen Molekülen und der Oberfläche des Kapillarrohrs auf. Daher tritt dies aufgrund von Adhäsionskräften auf. Wenn der Durchmesser des Rohrs ausreichend klein ist. Die kohäsiven Kräfte (Anziehungskräfte zwischen ähnlichen Molekülen) führen dazu, dass die Moleküle nach oben gezogen werden.

Wenn ein Kapillarrohr in eine Flüssigkeit gelegt wird, wird am Rand des Rohrs ein Meniskus gebildet. Anschließend wird die Flüssigkeit aufgrund von Adhäsionskräften zwischen flüssigen Molekülen und der Röhrungswand hochgezogen, bis die Gravitationskraft auf diese Menge an Flüssigkeit ausreicht, um die Klebstoffkraft zu überwinden. Dann werden die flüssigen Moleküle aufgrund des Zusammenhalts hochgezogen.

Abbildung 02: Kapillaraktion - Ein Modell

Kapillarwirkung ist bei Pflanzen häufig. Xylemgefäße sind Kapillarrohre, die Wasser mit gelösten Nährstoffen nach oben ziehen können. Dies erfüllt das Bedürfnis von Wasser und Nährstoff durch Zweige und Blätter großer Pflanzen.

Was ist die Beziehung zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung?

Die Kapillarwirkung erzeugt eine flüssige Säule in einem Kapillarrohr. Die Höhe der flüssigen Säule kann durch die unten angegebene Gleichung bestimmt werden.

Formel zur Berechnung der Höhe der flüssigen Säule

H = 2 & ggr; Cosθ / ρgr

In diesem,

• H ist die Höhe der flüssigen Säule,
• 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 Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft (Einheit ist kg/m³),
• r ist der Radius des Rohrs (m).

Was ist der Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung?

Zusammenfassung - Oberfläche Spannung gegen Kapillaraktion

Oberflächenspannung und Kapillarwirkung sind zwei Arten von mikroskopischen Eigenschaften von Flüssigkeiten. Die Differenz zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung besteht darin, dass die Oberflächenspannung als die auf einer bestimmte Länge der Flüssigkeit aufgetragene Flüssigkeit gemessen wird wird nach oben gezogen, gegen die Schwerkraft, die die Einheit M (Meter) gegeben hat.

Referenz:

1.Jones, Andrew Zimmerman. „Was ist Oberflächenspannung? Definition und Experimente.”Thoughtco. Hier verfügbar
2.Perlman, USGS Howard. "Kapillarwirkung.Kapillaraktion, von USGS Water-Science School. Hier verfügbar  
3."Kapillarwirkung.”Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. Februar. 2018. Hier verfügbar 

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1.'Wasmoleküleintröpfchen'by -Benutzer: Booyabazooka - eigene Arbeit, (Public Domain) über Commons Wikimedia
2.'Abbildung 02 02 05'By CNX OpenStax, (cc by 4.0) über Commons Wikimedia