Kas yravandens paviršiaus įtempimas?
Paviršiaus įtempimasyra skysčių poilsio paviršių tendencija susitraukti iki mažiausio galimo paviršiaus ploto. Paviršiaus įtempimas leidžia objektams, kurių tankis yra didesnis nei vandens, pavyzdžiui, skutimosi peiliukai ir vabzdžiai (pvz., vandens strideriai), plūduriuoti vandens paviršiuje net iš dalies nepanirus.
Skysčio ir oro sąsajose paviršiaus įtempimas atsiranda dėl didesnio skysčio molekulių traukos viena prie kitos (dėl sanglaudos), nei į ore esančias molekules (dėl sukibimo).
Yra du pagrindiniai žaidimo mechanizmai. Viena iš jų yra vidinė jėga, veikianti paviršiaus molekules, dėl kurios skystis susitraukia. Antroji yra tangentinė jėga, lygiagreti skysčio paviršiui. TaitangentinėJėga paprastai vadinama paviršiaus įtempimu. Grynasis poveikis yra toks, kad skystis elgiasi taip, tarsi jo paviršius būtų padengtas ištempta elastine membrana. Tačiau ši analogija neturėtų būti per daug nukrypstama, nes elastinės membranos įtempimas priklauso nuo membranos deformacijos laipsnio, o paviršiaus įtempis yra neatskiriama skysčio savybė.–oro arbaskystis-garaisąsaja.
Dėl santykinai didelio vandens molekulių pritraukimo viena prie kitos per vandenilinių jungčių tinklą, vandens paviršiaus įtempis yra didesnis (72,8 militonų (mN) vienam metrui esant 20 laipsnių) nei dauguma kitų skysčių. Paviršiaus įtempimas yra svarbus kapiliarumo reiškinio veiksnys.
Kodėl muilas mažina vandens paviršiaus įtempimą?
Muilas pažeidžia vandens paviršiaus įtampą dėl savo molekulinės struktūros, kurioje yra ir hidrofobinių (vandenį atstumiančių), ir hidrofilinių (vandenį pritraukiančių) galų. Vandens molekulės paviršiuje sukuria „odelę“ dėl tarp jų susiliejančių jėgų, dėl kurių susidaro didelė paviršiaus įtampa.
Įpilant muilo į vandenį, hidrofobiniai muilo molekulių galai yra atstumiami vandens ir išstumiami į paviršių, o hidrofiliniai galai lieka vandenyje. Tai sutrikdo sanglaudos jėgas tarp vandens molekulių paviršiuje ir sumažina paviršiaus įtempimą. Dėl to vanduo tampa mažiau vientisas ir lengviau pasiskirsto, todėl jis geriau sušlapina paviršius.
