Różnica między napięciem powierzchniowym a napięciem międzyfazowym

Napięcie powierzchniowe a napięcie międzyfazowe

Zarówno napięcie powierzchniowe, jak i napięcie międzyfazowe są efektami opartymi na cieczach. Oba te efekty mają miejsce z powodu niezrównoważonych sił międzycząsteczkowych między cząsteczkami cieczy lub roztworów. Obserwujemy te efekty w codziennym życiu w postaci wielu zdarzeń, takich jak tworzenie kropelek, niemieszalność płynów, działanie kapilarne, baniek mydlanych i łez wina, a nawet pływanie stridera. Oba te działania odgrywają ważną rolę w naszych codziennych czynnościach, nawet nie wiedząc o ich istnieniu. Na przykład nie byłoby możliwe wymieszanie mieszaniny emulsji, gdyby nie te teorie.

Napięcie powierzchniowe

Rozważ płyn, który jest jednorodny. Każda cząsteczka w środkowych częściach cieczy ma dokładnie taką samą siłę przyciągającą ją z każdej strony. Otaczające cząsteczki ciągną centralnie cząsteczkę równomiernie w każdym kierunku. Teraz rozważ cząsteczkę powierzchniową. Ma tylko siły działające na nią w kierunku cieczy. Siły adhezyjne powietrze-ciecz nie są nawet prawie tak silne, jak siły kohezyjne ciecz-ciecz. Tak więc cząsteczki powierzchniowe przyciągają się w kierunku środka cieczy, tworząc upakowaną warstwę cząsteczek. Ta warstwa powierzchniowa cząsteczek działa jak cienki film na cieczy. Jeśli weźmiemy przykład z wodnego urządzenia do mieszania, ten cienki film wykorzystuje się do umieszczenia na powierzchni wody. Ślizga się po tej warstwie. Gdyby nie ta warstwa, utonęłaby natychmiast. Napięcie powierzchniowe definiuje się jako siłę równoległą do powierzchni prostopadłą do linii długości jednostkowej narysowanej na powierzchni. Jednostkami napięcia powierzchniowego są Nm-1. Napięcie powierzchniowe jest również definiowane jako energia na jednostkę powierzchni. Daje to również napięcie powierzchniowe nowym jednostkom Jm-2.

Napięcie międzyfazowe

Napięcie międzyfazowe jest definiowane tylko dla niemieszających się płynów. Jak sama nazwa wskazuje, dotyczy interfejsu dwóch niemieszalnych cieczy. Dotyczy to również tej samej teorii napięcia powierzchniowego. Jedyną różnicą między napięciem międzyfazowym a napięciem powierzchniowym jest interfejs ciecz-ciecz zamiast interfejs ciecz-powietrze. Napięcie międzyfazowe można zastosować do opisania niemieszalności tych dwóch cieczy. Rozważ interfejs między cieczami. Cząsteczki na pierwszej powierzchni mają siły działające na nią z pierwszej cieczy i z cząsteczek powierzchniowych drugiej cieczy i odwrotnie. Jeśli siła na powierzchni cząsteczek z pierwszej cieczy (siły kohezji) jest równa sile z drugiej powierzchni (siły adhezji), te dwie ciecze zmieszają się. Jeśli siły te są nierówne, ciecze się nie mieszają.

Różnica między napięciem powierzchniowym a napięciem międzyfazowym

Główną różnicą między tymi dwoma są miejsca, w których występuje. Napięcie powierzchniowe jest zdefiniowane dla pojedynczej powierzchni cieczy, natomiast napięcie międzyfazowe jest zdefiniowane na granicy dwóch niemieszalnych cieczy. Napięcie powierzchniowe jest tak naprawdę pochodną napięcia międzyfazowego, w którym siła z drugiej powierzchni jest znikoma lub zerowa.