 |
 |
 |
|
Kaj je površinska
napetost?
Površinska napetost omogoča tvorbo gladine in
kapljic in je lastnost kapljevin. Prav tako pa površinska napetost
igra glavno vlogo pri milnični opni. Dokaz je poskus pri katerem
napnemo milnično opno na okvir ki ima eno stranico drsno. Za
vzdrževanje ravnovesja moramo delovati na drsno stranico z neko
silo kar pomeni da opna deluje na stranico z nasprotno-enako
silo. Opazimo da je sila odvisna od dolžine stranice (l') ki
jo vlečemo. Ker ima opna dve površini za dotikalnico vzamemo
2l'=l. Dobimo enačbo v kateri je sorazmernostni koeficient površinska
napetost:
=F/ l
Površinsko napetost lahko vpeljemo tudi
drugače. Prečko počasi premaknemo za dx, da se poveča površina
opne za dS=ldx=2l'dx. Po drugi strani pa sila z katero vlečemo
opravlja delo in sicer dA=Fdx . Kvocient dA/dS=F'dx/ldx je površinska
napetost. Tako da velja dA= dS . Delo A je odvisno le od začetne
in končne površine tako da je A= S- S'.
Za naš primer pa je zanimiva ploskev, ki je
ukrivljena zaradi razlike tlakov (ko napihujemo balonček se
v notranjosti tlak poveča).
Recimo da ima balonček obliko krogle. Na nekem radiju r morata
biti pravokotna komponenta sile zaradi površinske napetosti
in sila ki jo povzroča nadtlak v notranjosti nasprotno enaki
glede na osnovno ploskev.
Sila zaradi tlaka: S(p-p')= r2(p-p')
Sila zaradi površinske napetosti: -Fcos =- 2lcos =-4 rcos
(pravokotna komp.)
Vemo še r=Rcos (R radij balončka), tako
da izenačimo in preoblikujemo enačbo v:
p-p'=4 /R
ob predpostavki da je opna zelo tanka.
Za našo raziskavo je pomembno, da na velikost
površinske napetosti sestava plina, ki balonček obdaja nima
velikega vpliva, kar pomeni, da vlažnost zraka vpliva na nek
drug dejavnik v življenju milnega mehurčka.
Še nekaj podatkov o površinski napetosti nekaterih
snovi:
Kapljevina |
Etanol |
milnica |
Olivno
olje |
glicerin |
voda |
Živo
srebro |
?
[N/m] |
0,022 |
0,025 |
0,032 |
0,063 |
0,073 |
0,47 |
Vir:
Janez Strnad, Fizika (Prvi del:Mehanika/Toplota) str. 121-125
Kaj
je milni mehurček?
|
|
Voda ----> |
Molekule mila ---> |
Milni mehurček je, preprosto rečeno, voda ujeta med dve plasti
molekul milnice. Značilnost molekul milnice je da ima dva
dela, eden je hidrofilni (»glava« molekule-obrnjena je navznoter
proti vodi), drugi pa hidrofobni (»rep« molekule- obrnjen
je navzven, stran od vode). Zato se milnica v vodi kar najbolj
razporedi po površini, tako da so lahko glave v vodi, repi
pa segajo nad gladino. Ravno te značilnosti pa stabilizirajo
mehurček in ga naredijo obstojnega. Za zelo podoben princip
gre tudi pri biološki membrani celic, |
tako
imenovanem fosfolipidnem dvosloju, le da je tam med plastema
plin, zunaj pa voda, zato so tudi molekule fosfolipidov, ki
so zelo sorodni milnici, obrnjene obratno |
|
|
 |