Pintajännitys vs. pintaenergia
Pintajännitys ja pintaenergia ovat kaksi erittäin tärkeää käsitettä, joista keskustellaan fysiikassa. Pintajännityksen ja pintaenergian käsitteitä käytetään laaj alti sellaisilla aloilla kuin nestemekaniikka, nestedynamiikka, aerodynamiikka ja monilla muilla aloilla. Pintajännitys on molekyylien välinen nettovoima nesteen pintamolekyyleihin. Pintaenergia on näiden sidosten relevantti energia. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mitä pintajännitys ja pintaenergia ovat, niiden sovelluksia, pintajännityksen ja pintaenergian määritelmiä, niiden yhtäläisyyksiä ja lopuksi pintajännityksen ja pintaenergian eroa.
Pintajännitys
Harkitse homogeenista nestettä. Jokaisella nesteen keskiosissa olevalla molekyylillä on täsmälleen sama voima, joka vetää sitä joka puolelle. Ympäröivät molekyylit vetävät keskusmolekyyliä tasaisesti joka suuntaan. Harkitse nyt pintamolekyyliä. Sillä on vain voimia, jotka vaikuttavat siihen nesteeseen. Ilman ja nesteen tartuntavoimat eivät ole lähellekään yhtä vahvoja kuin nesteen ja nesteen väliset koheesiovoimat. Joten pintamolekyylit houkuttelevat nesteen keskustaa kohti, jolloin muodostuu molekyylejä pakattu kerros. Tämä molekyylien pintakerros toimii ohuena kalvona nesteen päällä.
Jos otamme tosielämän esimerkin vesikulkijasta, se käyttää tätä ohutta kalvoa asettuessaan veden pinnalle. Se liukuu tällä pintakerroksella. Jos se ei olisi tätä pintakerrosta, se olisi hukkunut välittömästi.
Pintajännitys määritellään pinnan suuntaiseksi voimaksi, joka on kohtisuorassa pinnalle piirrettyä yksikköpituusviivaa vastaan. Pintajännityksen yksiköt ovat Nm-1 Pintajännitys määritellään myös energiana pinta-alayksikköä kohti. Tämä antaa myös pintajännityksen uusia yksiköitä Jm-2 Kahden sekoittumattoman nesteen välillä esiintyvä pintajännitys tunnetaan pintajännityksenä.
Pintaenergia
Pintaenergia ja pintajännitys ovat kaksi toisiinsa liittyvää käsitettä. Nesteen pinnalla olevat molekyylit pakkautuvat epätasapainoisten molekyylien välisten voimien vuoksi kuin keskustassa olevat molekyylit. Tämä tarkoittaa, että nesteen pinnalla on korkea energiatiheys.
Pintaenergia voidaan määritellä materiaalin suurimman osan ja materiaalin pinnan väliseksi energiaeroksi. Pintaenergia määritellään pintaenergiaksi pinta-alayksikköä kohti. Pintaenergia pinta-alayksikköä kohti on sama kuin mitattu pintajännitys. Pintaenergian yksiköt ovat Jm-2 Kun pintaenergia saadaan ulkopuolisesta lähteestä, nesteen sanotaan kuplivan.
Pintajännitys vs. pintaenergia
