Pintajännitys vs rajapintojen jännitys
Sekä pintajännitys että rajapintajännitys ovat nesteisiin perustuvia vaikutuksia. Molemmat vaikutukset johtuvat epätasapainoisista molekyylien välisistä voimista neste- tai liuosmolekyylien välillä. Havaitsemme näitä vaikutuksia jokapäiväisessä elämässä monien tapahtumien muodossa, kuten pisaroiden muodostumisen, nesteiden sekoittumattomuuden, kapillaaritoiminnan, saippuakuplien ja viinin kyynelten ja jopa vesijuoksupyörän kellumisen. Molemmilla toimilla on tärkeä rooli päivittäisessä toiminnassamme ilman, että edes tiedämme niiden olemassaolosta. Esimerkiksi, et voi sekoittaa emulsioseosta, ellei se ole näiden teorioiden vuoksi.
Pintajännitys
Harkitse nestettä, joka on homogeeninen. 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 tarttumisvoimat eivät ole lähellekään vahvoja kuin nesteen ja nesteen koheesiovoimat. Joten pintamolekyylit houkuttelevat nesteen keskustaa kohti, jolloin muodostuu molekyylejä pakattu kerros. Tämä molekyylien pintakerros toimii ohuena kalvona nesteen päällä. Jos otamme tosielämän esimerkin vesijuoksusta, se käyttää tätä ohutta kalvoa asettuakseen veden pinnalle. Se liukuu tällä kerroksella. Jos se ei olisi tätä kerrosta, se olisi hukkunut välittömästi. Pintajännitys määritellään pinnan suuntaiseksi voimaksi, joka on kohtisuorassa pinnalle piirrettyä yksikköpituusviivaa vastaan. Pintajännityksen yksiköt ovat Nm-1. Pintajännitys määritellään myös energiaksi pinta-alayksikköä kohti. Tämä antaa myös uusia pintajännitysyksiköitä Jm-2.
Rajapinnan jännitys
Rajapintajännitys on määritelty vain sekoittumattomille nesteille. Kuten nimestä voi päätellä, se koskee kahden sekoittumattoman nesteen rajapintaa. Sama pintajännityksen teoria pätee myös tähän. Ainoa ero rajapintajännityksen ja pintajännityksen välillä on neste-neste-rajapinta neste-ilma-rajapinnan sijaan. Rajapintajännitystä voidaan käyttää kuvaamaan näiden kahden nesteen sekoittumattomuutta. Harkitse nesteiden välistä rajapintaa. Ensimmäisellä pinnalla olevilla molekyyleillä on voimat, jotka vaikuttavat siihen ensimmäisestä nesteestä ja toisen nesteen pintamolekyyleistä ja päinvastoin. Jos ensimmäisen nesteen pintamolekyyleihin kohdistuva voima (koheesiovoimat) on yhtä suuri kuin toisesta pinnasta tuleva voima (tarttumisvoimat), nämä kaksi nestettä sekoittuvat. Jos nämä voimat ovat erisuuret, nämä nesteet eivät sekoitu.
Pintajännityksen ja rajapintajännityksen välinen ero
Pääasiallinen ero näiden kahden välillä on paikat, joissa se esiintyy. Pintajännitys määritellään yhdelle nestepinnalle, kun taas rajapintajännitys määritellään kahden sekoittumattoman nesteen rajapinnalle. Pintajännitys on itse asiassa johdannainen rajapinnan jännityksestä, jossa toisesta pinnasta tuleva voima on merkityksetön tai nolla.
