Különbség a felületi feszültség és a felületi energia között

Felületi feszültség vs felületi energia

A felületi feszültség és a felületi energia két nagyon fontos fogalom a fizikában. A felületi feszültség és a felületi energia fogalmait széles körben használják olyan területeken, mint például a folyadékmechanika, a folyadékdinamika, az aerodinamika és más egyéb területeken. A felületi feszültség a folyadék felületi molekuláira ható nettó intermolekuláris erő. A kötések releváns energiája a felületi energia. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a felületi feszültség és a felületi energia, alkalmazásuk, a felületi feszültség és a felületi energia meghatározása, hasonlóságai, és végül a felületi feszültség és a felületi energia közötti különbség.

Felületi feszültség

Vegyünk egy homogén folyadékot. A folyadék középső részeiben levő minden molekula pontosan ugyanolyan erővel bírja, hogy minden oldalra húzza. A környező molekulák minden irányban egyenletesen húzzák a központi molekulát. Most fontolja meg a felszíni molekulát. Csak a folyadék felé hat rá erők. A levegő-folyadék tapadási erők még csaknem annyira erősek, mint a folyadék-folyadék összetartó erők. Tehát a felszíni molekulák vonzzák a folyadék közepét, és így egy molekulák csomagolt rétegét képezik. Ez a molekulák felületi réteg vékony filmként működik a folyadékon.

Ha egy valós élet példáját vesszük a vízhordóról, akkor ezt a vékony fóliát használva helyezkedik el a víz felszínén. Csúszik ezen a felületi rétegen. Ha nem erre a felszíni rétegre vonatkozik, akkor azonnal megfulladt volna.

A felületi feszültséget a felülettel párhuzamos, a felületre húzott egységhossz-vonalra merőleges erő határozza meg. A felületi feszültség mértékegységei Nm^-1. A felületi feszültséget egy egységnyi területre eső energiaként is definiálják. Ez új Jm egységeket ad a felületi feszültséghez is^-2.  A fel nem húzódó folyadékok között fellépő felületi feszültséget felületfeszültségnek nevezzük.

Felszíni energia

A felületi energia és a felületi feszültség két összekapcsolt fogalom. A folyadék felületén levő molekulák kiegyensúlyozatlan molekuláris erő hatására vannak csomagolva, mint a középső molekulák. Ez azt jelenti, hogy a folyadék felületén magas az energia sűrűsége.

A felületi energia meghatározható az anyag különbsége és az anyag felülete közötti energia különbségként. A felületi energiát a felület egységenkénti felületi energiaként határozzuk meg. A felületenkénti felületi energia megegyezik a mért felületi feszültséggel. A felületi energia egységei Jm^-2. Ha a felületi energiát egy külső forrás biztosítja, akkor a folyadékról azt mondják, hogy buborékol.

Felületi feszültség vs felületi energia

• A felületi feszültség Nm egységekkel rendelkezik^-1 és Jm^-2 mivel a felületi energia Jm egységgel rendelkezik^-2.

• A felületi feszültséget egy vonal mentén mérjük, míg a felületi energiát egy terület mentén mérjük.