Ich bin ein Gymnasiast und bin in Bezug auf die Oberflächenspannung sehr verwirrt. In einigen Büchern steht geschrieben, dass ein Kontaktwinkel gebildet wird, weil die Oberfläche einer Flüssigkeit keine Tangentialspannung halten kann, sodass die Oberfläche senkrecht zur resultierenden Nettokraft wird Adhäsions- und Kohäsionskraft auf flüssige Moleküle an der Fest-Flüssig-Grenzfläche, aber es verursacht einige Verwirrung
1) Wenn sie das Phänomen des Kapillaranstiegs weiter erklären, stellen sie die Oberflächenspannung dar, als ob es sich um die Haftkraft zwischen Feststoff und Flüssigkeit handelt . Wenn dies der Fall ist, warum haben sie die Haftkraft weiter in Betracht gezogen, um das Phänomen des Kapillaranstiegs zu erklären, wenn sie es bereits berücksichtigt hatten in Kontaktwinkel erklären?
2) Zweitens sagen sie, dass die Flüssigkeitsoberfläche keine tangentiale Spannung halten kann, aber meiner Meinung nach ist die Oberflächenspannung auch eine Art Spannung, die sich aufgrund der molekularen Asymmetrie in der Oberfläche entwickelt (ich kenne den genauen molekularen Grund dafür nicht, aber das ist, was meine Bücher sagen, ich würde gerne den genauen Grund wissen, wenn jemand es in einfacheren Worten erklären möchte) wie wenn wir Tangentialstress nicht aushalten können, wie können wir dann ein Gewicht mit einem Seifenfilm ausgleichen? und sie selbst zeigen eine Oberflächenspannung tangential zum Kapillaranstieg, so dass dies nicht wahr sein kann.
Auf Wikipedia und in vielen Artikeln im Internet wird der Grund für den Kontaktwinkel angegeben
Aber ich verstehe nicht
1) Was zeigen diese Kräfte physikalisch an? wie was ist die Ursache von ihnen und was wird von ihnen beeinflusst? Zuerst dachte ich, die Oberflächenspannungskraft, die sie z. B. an der Fest-Flüssig-Grenzfläche gezeigt hatten, deutet darauf hin, dass eine Art Kraft von den Luftmolekülen auf das Flüssigkeitsteilchen an der Grenzfläche ausgeübt wird, aber dann sah ich ein Experiment auf you-tube in Das Phänomen des kapillaren Aufstiegs tritt auch im Vakuum bei gleichem Höhenanstieg auf (bei dem sie zuerst alle im Wasser löslichen Gase abbauen, so dass keine Aktivierungsenergie mehr für den Beginn des Siedevorgangs übrig bleibt, da sonst Wasser bei diesem Tief gekocht würde Druck.
2) Warum haben sie die Oberflächenspannungskräfte für jede Grenzfläche separat gezeigt, wenn wir nur auf die Flüssigkeitsoberfläche schauen müssen? und warum haben sie nicht die Kohäsionskraft berücksichtigt, die das Flüssigkeitsmolekül an der Grenzfläche zur Hauptflüssigkeit erfährt?
Wenn mir jemand diese Punkte vereinfacht erklären kann ODER mir sagen kann, ob sie über meinem Verständnis liegen, wie soll ich mir dann die Oberflächenspannung vorstellen, damit diese Verwirrung nicht entsteht?
Es wäre sehr hilfreich für mich, wenn mir jemand dabei helfen könnte :)
Dies ist keine Antwort, sondern ein erweiterter Kommentar. Ich kann diese Frage aufgrund mangelnder Fachkenntnisse nicht zufriedenstellend beantworten, aber ich würde empfehlen, die folgenden Artikel (insbesondere den von Berry) zu lesen oder einen Blick darauf zu werfen, von denen einige den molekularen Mechanismus der Oberflächenspannung darstellen und einige häufige Missverständnisse in Bezug auf die Oberfläche ausräumen Spannung.
Und ein weiteres Papier, das von weiterem Interesse sein könnte.
Makkonen, L. "Youngs Gleichung überarbeitet" J. Phys.: Condsen. Materie, 2016, 28 (13). DOI: 10.1088/0953-8984/28/13/135001. Link zum pdf (frei zugänglich): https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0953-8984/28/13/135001/pdf .
Der wahre Grund für die Oberflächenspannung sind intermolekulare Anziehungskräfte. Folgendes berücksichtigen:
Betrachten Sie in diesem Becher, dass auf das Molekül 'A' gleiche Kräfte aus allen Richtungen wirken, daher wirkt keine Nettokraft darauf. Im freiliegenden Teil gibt es jedoch keine Moleküle über dem Partikel, die eine Kraft ausüben könnten, daher existiert eine Nettokraft nach unten. Das ist Oberflächenspannung. Der Kontaktwinkel ist das Ergebnis von Adesions- und Kohäsionskräften.
Alpha-Delta
Arun Bhardwaj
Physikopath
Arun Bhardwaj
Physikopath