Что такоеповерхностное натяжение воды?
Поверхностное натяжениеэто тенденция поверхностей, находящихся в жидком состоянии, сжиматься до минимально возможной площади поверхности. Поверхностное натяжение позволяет объектам с плотностью выше плотности воды, таким как лезвия бритв и насекомые (например, водомерки), плавать на поверхности воды, не погружаясь даже частично.
На границе раздела жидкость-воздух поверхностное натяжение возникает из-за большего притяжения молекул жидкости друг к другу (из-за когезии), чем к молекулам воздуха (из-за адгезии).
В игре задействованы два основных механизма. Один из них — это внутренняя сила на поверхностных молекулах, заставляющая жидкость сжиматься. Второй — это тангенциальная сила, параллельная поверхности жидкости. ЭтотангенциальныйСилу обычно называют поверхностным натяжением. Чистый эффект заключается в том, что жидкость ведет себя так, как будто ее поверхность покрыта растянутой эластичной мембраной. Но эту аналогию не следует принимать слишком близко к сердцу, поскольку натяжение в эластичной мембране зависит от степени деформации мембраны, в то время как поверхностное натяжение является неотъемлемым свойством жидкости–воздух илижидкость-паринтерфейс.
Из-за относительно высокого притяжения молекул воды друг к другу через сеть водородных связей вода имеет более высокое поверхностное натяжение (72,8 миллиньютонов (мН) на метр при 20 градусах), чем большинство других жидкостей. Поверхностное натяжение является важным фактором в явлении капиллярности.
Почему мыло разрушает поверхностное натяжение воды?
Мыло разрушает поверхностное натяжение воды благодаря своей молекулярной структуре, которая содержит как гидрофобные (водоотталкивающие), так и гидрофильные (водопритягивающие) концы. Молекулы воды на поверхности создают «кожу» из-за сил сцепления между ними, что приводит к высокому поверхностному натяжению.
Когда мыло добавляется в воду, гидрофобные концы молекул мыла отталкиваются водой и выталкиваются на поверхность, в то время как гидрофильные концы остаются в воде. Это нарушает силы сцепления между молекулами воды на поверхности, уменьшая поверхностное натяжение. В результате вода становится менее связной и легче распределяется, что позволяет ей лучше смачивать поверхности.
