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Was sind die Ursachen der Oberflächenspannung?
Ursache der Oberflächenspannung sind die zwischen den Molekülen der Flüssigkeit wirkenden anziehenden Kohäsionskräfte. Sie sind nach allen Seiten gleich stark und heben sich daher im Innern der Flüssigkeit gegenseitig auf.
Was ist die physikalische Größe der Oberflächenspannung?
Die physikalische Größe Oberflächenspannung wird auch als Kapillarkonstante σ σ bezeichnet. Sie ist definiert als das Verhältnis aus der Arbeit W, die bei konstantem Druck und konstanter Temperatur erforderlich ist, um die Oberfläche um einen Betrag Δ A Δ A zu vergrößern, und dieser Fläche A selbst:
Wie kann die Oberflächenspannung berechnet werden?
Die Oberflächenspannung kann auf zwei verschiedene, aber konsistente Arten berechnet werden. Zum einen mit einer aus der Mechanik hergeleiteten Formel und zum anderen mit einer Formel aus der Thermodynamik. Zuerst gehen wir auf die mechanische Definition ein. Hierfür stellt man sich folgendes Experiment vor.
Wie endet eine Flüssigkeitsoberfläche?
Eine Flüssigkeitsoberfläche endet sehr abrupt, die Dichte ändert sich um den Faktor ~1000 über die Strecke von einer Molekülschicht und pro cm² Oberfläche und Sekunde wechseln 1021 Moleküle die Phase (Wasser bei 20°C)[ 62, S.72]. Die Flüssigkeitsoberfläche ist ein turbulenter Ort; zunehmend bei geringerer Oberflächenspannung.
Was ist eine Thermodynamische Definition der Oberflächenspannung?
Eine allgemeinere thermodynamische Definition der Oberflächenspannung: Die Oberflächenspannung σ ist die partielle Ableitung der freien Enthalpie G nach der Fläche A bei konstanter Temperatur T und bei konstantem Druck p: σ = ( ∂ G ∂ A) T, p Die Freie Enthalpie hat die Dimension einer Energie.
Was ist die SI-Einheit der Oberflächenspannung?
Sie ist definiert als das Verhältnis aus der Arbeit W, die bei konstantem Druck und konstanter Temperatur erforderlich ist, um die Oberfläche um einen Betrag Δ A Δ A zu vergrößern, und dieser Fläche A selbst: SI-Einheit der Oberflächenspannung ist Joule pro Quadratmeter ( J m 2 J m 2 ).