Для чего нужно поверхностное натяжение воды
Что такое поверхностное натяжение?
Это нисходящее притяжение молекул поверхностного уровня заставляет их плотнее притягиваться друг к другу, сжимаясь в более устойчивое, выровненное расположение. Этот более плотный ряд поверхностных молекул образует нечто вроде упругой мембраны на поверхности жидкости. Молекулы расположены более плотно и плавно выстроены рядом друг с другом, в отличие от более хаотических молекулярных схем ниже.
Почему поверхностное натяжение так важно?
Хотя это свойство жидкостей, безусловно, интересно, оно, похоже, не играет большой роли в нашей повседневной жизни, но именно здесь вы ошибаетесь. Помимо просмотра крутых видеороликов об идеально круглых каплях воды, падающих в замедленном режиме (еще один пример поверхностного натяжения) или водомерки, которые двигаются со скоростью 2 метра в секунду, скользя по поверхности озера, почему поверхностное натяжение имеет значение?
В некоторых отраслях поверхностное натяжение является более простым показателем загрязнения продуктов. Поскольку поверхностное натяжение определяется на молекулярном уровне, любое изменение компонентов жидкости, поверхностно-активных веществ, топлива или соединений в жидкости может привести к изменению поверхностного натяжения.
Если известно поверхностное натяжение совершенно чистого состава, любое отклонение от этого выявит некоторый уровень загрязнения. Это может показаться абстрактным приложением поверхностного натяжения, но оно показывает, как даже самые простые вещи могут оказать наибольшее влияние в науке.
Как упоминалось ранее, поверхностное натяжение важно для водомерок, одного из немногих существ, которые могут перемещаться по поверхности воды, не падая внутрь. Это явление происходит потому, что ноги водомерки «не смачиваются», то есть ноги водомерки отталкивают воду и захватывать воздух, позволяя им существенно вдавливать поверхность воды, не нарушая ее. Волосы также увеличивают площадь поверхности водяных струй, что означает, что на поверхность воды воздействует меньшее усилие. Это ошеломляющее сочетание тонкой силы и идеальной адаптации.
Однако, что наиболее важно, и то, что мало кто осознает, поверхностное натяжение позволяет вещам плавать, от листьев и семян до молекул и белков. Когда вы опускаетесь до микроскопического масштаба, поверхность любого водоема очень жива и поддерживается поверхностным натяжением молекул воды. Наши экосистемы не смогут выжить или даже развиваться без воздействия поверхностного натяжения, а сам состав воды будет менее стабильным, постоянно поступая и выходя из газообразного состояния.
Поверхностное натяжение
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Понятие и характеристики поверхностного натяжения
С явлением поверхностного натяжения жидкости мы сталкиваемся каждый день:
Силы поверхностного натяжения действуют вдоль поверхности жидкости, стремясь сократить ее площадь. Как будто жидкость заключена в упругую пленку, которая стремится сжать свое содержимое.
Потенциальная энергия взаимного притяжения молекул жидкости больше их кинетической энергии. Это позволяет веществу сохранять объем (но не форму), и этот объем ограничивается поверхностью жидкости.
На молекулу жидкости, которая находится внутри, действуют силы притяжения со стороны других молекул, и они уравновешивают друг друга. А на ту молекулу, что находится на поверхности, действуют силы притяжения не только со стороны других молекул жидкости, но и со стороны газа (внешней среды). Эти вторые значительно меньше первых, поэтому равнодействующая сила притяжения направлена внутрь жидкости, что способствует удержанию молекулы на поверхности.
Поверхностное натяжение — это стремление жидкости сократить свою свободную поверхность, то есть уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с газообразной фазой.
Чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше молекул, которые обладают избыточной потенциальной энергией, и тем больше поверхностная энергия. Этот факт можно записать в виде следующего соотношения:
Поверхностная энергия жидкости
W = σS
W — поверхностная энергия жидкости [Дж]
S — площадь свободной поверхности [м 2 ]
σ — коэффициент поверхностного натяжения [Н/м]
Отсюда мы можем вывести формулу коэффициента поверхностного натяжения.
Коэффициент поверхностного натяжения — это физическая величина, которая характеризует данную жидкость и численно равна отношению поверхностной энергии к площади свободной поверхности жидкости.
Коэффициент поверхностного натяжения
σ = W/S
W — поверхностная энергия жидкости [Дж]
S — площадь свободной поверхности [м 2 ]
σ — коэффициент поверхностного натяжения [Н/м]
Коэффициент поверхностного натяжения жидкости зависит:
Коэффициент поверхностного натяжения не зависит от площади свободной поверхности жидкости, хотя может быть рассчитан с ее помощью.
Если на жидкость не действуют другие силы или их действие мало, жидкость будет стремиться принимать форму сферы, как капля воды или мыльный пузырь. Так же ведет себя вода в невесомости. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, стягивающие эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения.
Сила поверхностного натяжения
F = σl
F — сила поверхностного натяжения [Н]
l — длина контура, ограничивающего поверхность жидкости [м]
σ — коэффициент поверхностного натяжения [Н/м]
В химической промышленности в воду часто добавляют специальные реагенты-смачиватели, не дающие ей собираться в капли на какой-либо поверхности. Например, их добавляют в жидкие средства для посудомоечных машин. Попадая в поверхностный слой воды, молекулы таких реагентов заметно ослабляют силы поверхностного натяжения, вода не собирается в капли и не оставляет на поверхности пятен после высыхания.
Роль поверхностного натяжения жидкости
Содержимое разработки
ГБПОУ КСУ № 3 г. Москва
Загранышная Светлана Варсанофьевна
У поверхности воды есть особое свойство – поверхностное натяжение.
На каждую поверхностную молекулу действует сила, стремящаяся втянуть ее вглубь жидкости. Эти сила называется силой поверхностного натяжения.
Если под действием этой силы молекула втягивается с поверхности в объем жидкости, то количество молекул на поверхности уменьшается и, как следствие, площадь поверхности жидкости сокращается.
Мы привыкли думать, что жидкости не имеют никакой собственной формы.
Естественная форма всякой жидкости – шар.
Обычно сила тяжести мешает жидкости принимать эту форму, и жидкость либо растекается тонким слоем, если сосуда нет, либо же принимает форму сосуда.
Находясь внутри другой жидкости такой же плотности, жидкость принимает естественную, шарообразную форму.
Оливковое масло всплывает в воде, но тонет в спирте.
Этот опыт впервые произвел бельгийский физик Жозеф Плато.
В гигантских масштабах такое явление можно наблюдать у нашей звезды Солнца и планет-гигантов.
Вращаются эти небесные тела вокруг своей оси очень быстро.
В результате такого вращения тела очень сильно сжаты у полюсов.
Крыша Олимпийского стадиона в Мюнхене была смоделирована с помощью мыльной пленки. При постройке крыши вместо мыльного раствора использовали плексиглас.
снимок урагана Катрина — одного из наиболее разрушительных ураганов в истории США, — сделанный со спутника 29 августа 2005 года.
Интерференционная картин, из которой видно, что при наибольшей разности температур между экватором и полюсом происходило зарождение вихря, подобного атмосферному циклону.
снимок Большого красного пятна — атмосферного образования на Юпитере.
Сетчатка под электронным микроскопом
Поверхностное натяжение
Молекулы жидкости испытывают силы взаимного притяжения — на самом деле, именно благодаря этому жидкость моментально не улетучивается. На молекулы внутри жидкости силы притяжения других молекул действуют со всех сторон и поэтому взаимно уравновешивают друг друга. Молекулы же на поверхности жидкости не имеют соседей снаружи, и результирующая сила притяжения направлена внутрь жидкости. В итоге вся поверхность воды стремится стянуться под воздействием этих сил. По совокупности этот эффект приводит к формированию так называемой силы поверхностного натяжения, которая действует вдоль поверхности жидкости и приводит к образованию на ней подобия невидимой, тонкой и упругой пленки.
Одним из следствий эффекта поверхностного натяжения является то, что для увеличения площади поверхности жидкости — ее растяжения — нужно проделать механическую работу по преодолению сил поверхностного натяжения. Следовательно, если жидкость оставить в покое, она стремится принять форму, при которой площадь ее поверхности окажется минимальной. Такой формой, естественно, является сфера — вот почему дождевые капли в полете принимают почти сферическую форму (я говорю «почти», потому что в полете капли слегка вытягиваются из-за сопротивления воздуха). По этой же причине капли воды на кузове покрытого свежим воском автомобиля собираются в бусинки.
Силы поверхностного натяжения используются в промышленности — в частности, при отливке сферических форм, например ружейной дроби. Каплям расплавленного металла просто дают застывать на лету при падении с достаточной для этого высоты, и они сами застывают в форме шариков, прежде чем упадут в приемный контейнер.
Можно привести много примеров сил поверхностного натяжения в действии из нашей будничной жизни. Под воздействием ветра на поверхности океанов, морей и озер образуется рябь, и эта рябь представляет собой волны, в которых действующая вверх сила внутреннего давления воды уравновешивается действующей вниз силой поверхностного натяжения. Две эти силы чередуются, и на воде образуется рябь, подобно тому как за счет попеременного растяжения и сжатия образуется волна в струне музыкального инструмента.
Будет жидкость собираться в «бусинки» или ровным слоем растекаться по твердой поверхности, зависит от соотношения сил межмолекулярного взаимодействия в жидкости, вызывающих поверхностное натяжение, и сил притяжения между молекулами жидкости и твердой поверхностью. В жидкой воде, например, силы поверхностного натяжения обусловлены водородными связями между молекулами (см. Химические связи). Поверхность стекла водой смачивается, поскольку в стекле содержится достаточно много атомов кислорода, и вода легко образует гидрогенные связи не только с другими молекулами воды, но и с атомами кислорода. Если же смазать поверхность стекла жиром, водородные связи с поверхностью образовываться не будут, и вода соберется в капельки под воздействием внутренних водородных связей, обусловливающих поверхностное натяжение.
В химической промышленности в воду часто добавляют специальные реагенты-смачиватели — сурфактанты, — не дающие воде собираться в капли на какой-либо поверхности. Их добавляют, например, в жидкие моющие средства для посудомоечных машин. Попадая в поверхностный слой воды, молекулы таких реагентов заметно ослабляют силы поверхностного натяжения, вода не собирается в капли и не оставляет на поверхности грязных крапин после высыхания (см. Подобное растворяется в подобном).
Поверхностное натяжение воды
Высокое поверхностное натяжение у шарика ртути. Поэтому и держится ртуть в виде шара.
Для того, чтобы вода была биологически доступной, степень поверхностного натяжения не должна превышать определенный предел.
Поверхностное натяжение водопроводной воды составляет около 73 дин/см, а поверхностное натяжение воды, которая окружает клетки примерно 43 дин/см.
Поэтому, выбирая устройство для приготовления воды, обязательно принимайте во внимание значение поверхностного натяжения воды, которое оно дает. Чем ближе это значение к 43 дин/см, тем с меньшими энергетическими затратами может быть усвоена эта вода.
Гидросел снижает поверхностное натяжение воды.
Поверхностное натяжение напрямую влияет на свойство вещества растворять в себе другие вещества.
Вещества делятся на растворимые в воде, в жирах. Вода с низким поверхностным натяжением лучше растворяет и приносит к клеткам питательные вещества, и точно также растворяет и уносит из организма отработанные (токсичные) вещества.
Email: viktorcoral@gmail.com
Skype: viktorcoral
Instagram: viktorcoral
Поделись с друзьями
viktorcoral (Saturday, 14 March 2015 11:34)
Здесь Вы можете задавать свои вопросы, оставлять свои комментарии и пожелания
Татьяна (Monday, 21 September 2015 02:04)
Подскажите, пожалуйста, сколько раз в день вдыхать порошок микрогидрина?
Виктор (Tuesday, 22 September 2015 21:41)
Татьяна, порошок микрогидрина находится в капсулах и его употребляют внутрь запивая водой или раскрыв капсулу растворяют в воде(не вдыхать!). Дозировки в зависимости от вашего состояния и какие результаты хотите получить
Инга (Monday, 09 November 2015 09:46)
Подскажите пожалуйста, при наклеивании нейтроника на панель ноутбука уголок нейтроника попал на петельку и т.о общая площадь нейтроника нарушилась. Будет ли это влиять на работу нейтр?!
Виктор (Monday, 09 November 2015 18:51)
Инга, защитное поле создается вверх и в право от самой наклейки, потому его нужно располагать в нижнем левом углу монитора. Если как я понял, Вы наклеили на плоскость с рельефом не большим, то это не влияет на эго эффективность. Напоминаю что переклеивания не допускается, так как при отклеивании разрушается антенная решётка внутри наклейки
Наталья (Thursday, 19 November 2015 13:15)
Здравствуйте! Почему, как только я начинаю пить коралловую воду, начинают мучать приступы в желудке, как будто выпила кислоты. С чем это связано?
Виктор (Wednesday, 25 November 2015 18:05)
Коралловая вода слабо щелочная (до кислоты далеко!). С такой реакцией не встречался. У Вас возможно есть какие то заболевания ЖКТ. Обратитесь к человеку который Вам порекомендовал
Алексей (Saturday, 12 March 2016 20:21)
Здравствуйте! Подскажите пожалуйста относительно вот чего: приходится спать на небольшом расстоянии от розетки, в 50-ти сантиметрах, она строго параллельна голове, но совершенно никакого недомогания не ощущаю, значит ли это что отсутствует вредное воздействие на организм? Очень боюсь онкологии.
Виктор (Monday, 14 March 2016 11:46)
Слуянова Светлана Борисовна (Tuesday, 24 May 2016 08:37)
Помогите, пожалуйста с Вами связаться
Виктор (Tuesday, 24 May 2016 09:23)
Здравствуйте Светлана, контактные данные
Email: viktorcoral@gmail.com
Skype: viktorcoral
https://www.facebook.com/viktorcoral
https://vk.com/viktorcoral
https://twitter.com/viktorcoral_if
Если Вы с Украины тел 0673447004
Наталия (Friday, 12 January 2018 21:02)
Интересная информация. Спасибо
Толик (Wednesday, 07 February 2018 17:16)
Добрый вечер! Я со вчерашнего дня начал принимать вашу продукцию. Теперь пропал сон. Что делать?
Елена (Friday, 16 March 2018 11:11)
Где взять Пограничную воду.
Виктор (Monday, 19 March 2018 08:57)
Елена, пограничной воды уже нет в продаже
Поль (Saturday, 14 April 2018 08:20)
«Минералы, в минерализованной воде, находятся в форме неорганических солей и поэтому не усваиваются организмом.»
Это как, извините? Рискнете выпить цианистого калия? Ведь он, по-вашему, не усваивается организмом. Ни в коем случае не имею цели Вас обидеть. Но подобные заявления вызывают недоверие к автору и заставляют сомневаться во всем им сказанном. Соврал в одном, скорее всего и в остальном соврет.
Александр (Wednesday, 13 June 2018 20:15)
Ассимилятор можно использовать при диабете 2 типа и раке простаты
Виктор (Saturday, 16 June 2018 18:30)
Александр, можно, это растительные ферменты которые будут снимать нагрузку с поджелудочной железы и улучшать пищеварения, соответственно будет меньше токсических отходов в кишечнике.
При таких диагнозах нужно более радикальные действия
Лидия (Thursday, 28 June 2018 17:49)
Здравствуйте. В лекции » кожа-зеркало организма», Ольга Алексеевна говорила как принимать артишок, звук громкий, но не внятный. Подскажите, пожалуйста как же пользоваться таким очиститем N1.
Эльвира (Saturday, 14 July 2018 22:39)
Здраствуйте.у моего мужа обнаружели кровотворение.из ваших слов я так и непоняла чем оно лечится и что лучше принимать в пищу.заранее спасибо за ответ.
марина (Tuesday, 11 December 2018 17:29)
марина (Tuesday, 11 December 2018 17:40)
Маша (Sunday, 17 February 2019 03:48)
А у меня после года регулярного употребления воды и добавок, прописанных доктором, скачет давление и пульс зашкаливает до 110 ударов и сердце болит. Говорят, песок идет, потерпеть надо.. Пришлось увеличить дозу препарата от давления в 4раза и таблетки для замедления серд.ритма пить. Терплю уже третий месяц..
Александра (Monday, 25 February 2019 20:45)
Омега 3-очень важная добавка, особенно для женщин! Сейчас вот при активных занятиях спортом пью курсом эваларовскую тройную омегу 3 и помимо этого раз в неделю минимум кушаю рыбу(предпочитаю красную). Кожа радует своим состоянием)
Александр (Wednesday, 04 March 2020 16:37)
Здравствуйте. Очень нужна консультация по возникшей проблеме.
Пару дней назад начал ощущать дискомфорт при глотании с правой стороны гортани. При самоосмотре(с двумя зеркалами), обнаружил небольшую отечность с правой стороны гортани, сразу за верхним правым 8-мым зубом. Отечность красноватая, болезненная при глотании, и с 3-мя белыми мелкими «кратерами», температуры нет.
Подскажите, пожалуйста, что это и как бороться?
Заранее Спасибо.
Виктор (Wednesday, 04 March 2020 16:55)
Александр, что бы диагностировать Вашу проблему нужно обратиться к врачу
Правдоборец (Tuesday, 24 November 2020 01:02)
Я в ах**е, люди не видитесь на все это, это все ложь, они хотят от вас только денег и всё!
Андрей (Friday, 22 January 2021 18:16)
Анна (Tuesday, 06 July 2021 09:43)
Андрей, как вы принимаете АСД-2 и где приобретали?