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=-4rcos (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