Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung

Schlüsseldifferenz - Oberfläche Spannung gegen Kapillarwirkung
 

Oberflächenspannung und Kapillarwirkung sind physikalische Eigenschaften flüssiger Substanzen. Sie sind makroskopische Eigenschaften von Flüssigkeiten. Das Hauptunterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung ist das, Die Oberflächenspannung wird als Kraft gemessen, die auf eine bestimmte Länge der Flüssigkeit ausgeübt wird, die von der Einheit N / m (Newton pro Meter) angegeben wird, während die Kapillarwirkung als Höhe der Flüssigkeitssäule gemessen wird, die nach oben gezogen wird, gegen die durch die Einheit gegebene Schwerkraft m (Meter).

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist die Oberflächenspannung?
3. Was ist Kapillarwirkung?
4. Beziehung zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung
5. Vergleich nebeneinander - Oberflächenspannung und Kapillarwirkung in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist die Oberflächenspannung??

Die Oberflächenspannung ist ein Phänomen, bei dem die Oberfläche einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt steht, wie eine dünne elastische Schicht wirkt. Der Begriff Oberflächenspannung wird nur verwendet, wenn die Flüssigkeit mit einem Gas in Kontakt kommt (z. B. bei Öffnung zur normalen Atmosphäre). Der Begriff "Grenzflächenspannung" wird für die Schicht zwischen zwei Flüssigkeiten verwendet.

Anziehungen zwischen verschiedenen chemischen Spezies bewirken, dass sich die flüssigen Moleküle zusammenschließen. Die flüssigen Moleküle in der Flüssigkeitsoberfläche werden von den Molekülen in der Flüssigkeitsmitte angezogen. Dies ist eine Art Zusammenhalt. Die Anziehung zwischen flüssigen Molekülen und Luftmolekülen (oder den Adhäsionskräften) ist jedoch vernachlässigbar. Daher wirkt diese Oberflächenschicht aus flüssigen Molekülen als elastische Membran. Die Oberflächenschicht flüssiger Moleküle steht unter Spannung, da nicht genügend Anziehungskräfte vorhanden sind, um die auf sie einwirkenden kohäsiven Kräfte auszugleichen. Daher wird dieser Zustand als Oberflächenspannung bezeichnet.

Abbildung 01: Die Anziehungskräfte auf flüssigen Molekülen in der Flüssigkeitsoberfläche

Formel zur Berechnung der Oberflächenspannung

Oberflächenspannung (γ) = F / d

Hier ist F die Flächenkraft und d ist die Länge, auf der die Flächenkraft wirkt. Daher ist die Messung der Oberflächenspannung durch die Einheit N / m (Newton pro Meter) gegeben. Es ist die SI-Einheit zur Messung der Oberflächenspannung.

Was ist Kapillarwirkung??

Kapillarwirkung ist die Fähigkeit einer Flüssigkeit, in engen Räumen ohne die Unterstützung von äußeren Kräften wie der Schwerkraft zu fließen oder ihnen entgegen zu wirken. Es kann als Flüssigkeitszug durch ein Kapillarrohr nach oben beobachtet werden.

Die Kapillarwirkung tritt aufgrund der intermolekularen Kräfte zwischen flüssigen Molekülen und der Oberfläche des Kapillarrohrs auf. Daher tritt es aufgrund von Adhäsionskräften auf. Wenn der Durchmesser des Rohrs ausreichend klein ist, steigt die Flüssigkeit aufgrund von Adhäsions- und Kohäsionskräften durch das Rohr. Die Kohäsionskräfte (Anziehungskräfte zwischen ähnlichen Molekülen) bewirken, dass die Moleküle nach oben gezogen werden.

Wenn ein Kapillarröhrchen in einer Flüssigkeit angeordnet ist, bildet sich am Rand des Röhrchens ein Meniskus. Dann wird aufgrund von Adhäsionskräften zwischen flüssigen Molekülen und der Wand des Rohrs die Flüssigkeit hochgezogen, bis die auf diese Flüssigkeitsmenge wirkende Schwerkraft ausreichend ist, um die Adhäsionskraft zu überwinden. Dann werden die flüssigen Moleküle aufgrund der Kohäsion hochgezogen.

Abbildung 02: Kapillarwirkung - ein Modell

Kapillarwirkung ist bei Pflanzen üblich. Xylem-Gefäße sind Kapillarrohre, die Wasser mit gelösten Nährstoffen nach oben ziehen können. Dies erfüllt den Bedarf an Wasser und Nährstoffen durch Äste und Blätter großer Pflanzen.

Welche Beziehung besteht zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung??

Durch die Kapillarwirkung entsteht eine Flüssigkeitssäule in einem Kapillarrohr. Die Höhe der Flüssigkeitssäule kann durch die unten angegebene Gleichung bestimmt werden.

Formel zur Berechnung der Höhe der Flüssigkeitssäule

h = 2γcosθ / ρgr

In diesem,

• h ist die Höhe der Flüssigkeitssäule,
• γ ist die Oberflächenspannung der Flüssigkeit (Einheit ist N / m),
• θ ist der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Rohrwand,
• ρ ist die Dichte der Flüssigkeit, g ist die Erdbeschleunigung (Einheit ist Kg / m)³),
• r ist der Radius der Röhre (m).

Was ist der Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung??

Oberflächenspannung vs. Kapillarwirkung
Die Oberflächenspannung ist ein Phänomen, bei dem die Oberfläche einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit mit dem Gas in Kontakt steht, wie eine dünne elastische Schicht wirkt.	Kapillarwirkung ist die Fähigkeit einer Flüssigkeit, in engen Räumen ohne die Unterstützung von äußeren Kräften wie der Schwerkraft oder sogar gegen diese zu strömen.
Theorie
Die Oberflächenspannung ist die Kraft auf der Oberfläche einer Flüssigkeit, die der Luft ausgesetzt ist.	Kapillarwirkung ist der Fluss einer Flüssigkeit gegen eine äußere Kraft ohne jegliche Unterstützung.
Messung
Die Oberflächenspannung wird als Kraft gemessen, die auf eine bestimmte Länge der Flüssigkeit in Einheiten N / m (Newton pro Meter) ausgeübt wird..	Die Kapillarwirkung wird als Höhe der nach oben gezogenen Flüssigkeitssäule gegen die durch die Einheit m (Meter) angegebene Schwerkraft gemessen..

Zusammenfassung - Oberfläche Spannung gegen Kapillarwirkung

Oberflächenspannung und Kapillarwirkung sind zwei Arten mikroskopischer Eigenschaften von Flüssigkeiten. Der Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Kapillarwirkung besteht darin, dass die Oberflächenspannung als die Kraft gemessen wird, die auf eine bestimmte Länge der Flüssigkeit ausgeübt wird, die durch die Einheit N / m (Newton pro Meter) gegeben wird, während die Kapillarwirkung als Höhe der Flüssigkeitssäule gemessen wird wird gegen die Schwerkraft der Einheit m (Meter) nach oben gezogen.

Referenz:

1.Jones, Andrew Zimmerman. „Was ist Oberflächenspannung? Definition und Experimente. “ThoughtCo. Hier verfügbar
2.Perlman, USGS Howard. "Kapillarwirkung". Kapillarwirkung von der USGS Water-Science School. Hier verfügbar  
3. „Kapillarwirkung“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. Februar 2018. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'von Benutzer: Booyabazooka - Eigene Arbeit, (Public Domain) via Commons Wikimedia
2.'Abbildung 02 02 05'By CNX OpenStax, (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia