Hvað eryfirborðsspenna vatns?
Yfirborðsspennaer tilhneiging vökvahvíldarflata til að skreppa saman í lágmarksyfirborð sem mögulegt er. Yfirborðsspenna gerir hlutum með meiri þéttleika en vatn eins og rakvélarblöð og skordýr (td vatnsstígvélar) kleift að fljóta á vatnsyfirborði án þess að fara jafnvel að hluta í kaf.
Við snertifleti vökva og lofts stafar yfirborðsspenna af meiri aðdráttarafl vökvasameinda hver að annarri (vegna samheldni) en sameindanna í loftinu (vegna viðloðun).
Það eru tveir aðalaðferðir í leik. Einn er kraftur inn á yfirborðssameindirnar sem veldur því að vökvinn dregst saman. Í öðru lagi er snertikraftur samsíða yfirborði vökvans. Þettasnertandikraftur er almennt nefndur yfirborðsspenna. Nettóáhrifin eru að vökvinn hegðar sér eins og yfirborð hans væri þakið teygðri teygjuhimnu. En ekki má taka þessa líkingu of langt þar sem spennan í teygjanlegri himnu fer eftir magni aflögunar himnunnar á meðan yfirborðsspenna er eðlislægur eiginleiki vökvans.–loft eðavökva-gufaviðmót.
Vegna tiltölulega mikils aðdráttarafls vatnssameinda hver að annarri í gegnum vef vetnistengja hefur vatn hærri yfirborðsspennu (72,8 millinewton (mN) á metra við 20 gráður) en flestir aðrir vökvar. Yfirborðsspenna er mikilvægur þáttur í fyrirbæri háræða.
Af hverju brýtur sápan yfirborðsspennu vatnsins?
Sápa brýtur yfirborðsspennu vatns vegna sameindabyggingar þess, sem inniheldur bæði vatnsfælna (vatnsfráhrindandi) og vatnssækna (vatnsdregna) enda. Vatnssameindir við yfirborð mynda „húð“ vegna samloðandi krafta á milli þeirra, sem leiðir til mikillar yfirborðsspennu.
Þegar sápu er bætt út í vatn hrindast vatnsfælnir endar sápusameindanna frá sér með vatni og þrýsta sér upp á yfirborðið á meðan vatnssæknu endarnir verða eftir í vatninu. Þetta truflar samloðandi krafta milli vatnssameinda við yfirborðið og dregur úr yfirborðsspennu. Fyrir vikið verður vatnið minna samloðandi og dreifist auðveldara út, sem gerir það kleift að bleyta yfirborð betur.
