معلومات عن ظاهرة التوتر السطحي

معلومات عن ظاهرة التوتر السطحي تعد ظاهرة فيزيائية، حيث تؤدي لتحرك جزئيات المادة لتكون أكثر تماسك فيما بينها، وتحدث نتيجة تعرض جزئيات السوائل لقوى الشد من كافة الاتجاهات، فالأجزاء الموجودة بالأعلى تتأثر بالقوى السفلية مما يجعل السطح مشدودا لأسفل فيظهر غشاء على السطح مختلف عما هو معروف و تؤدي لتغير التجاذب بين جزئيات السائل، وللمزيد من المعلومات زوروا عالم المعرفة.

معلومات عن ظاهرة التوتر السطحي

جزئيات المادة بينها روابط وعلاقات كيمائية، تكون قوية جدا في الأجسام الصلبة، لكنها مرنة في السوائل مما يجعل السائل يأخذ شكل الإناء.

جزئيات المواد السائلة تتأثر كذلك بقوي التلاصق وهذه القوى تختلف من سائل لآخر مثل:

• قوى التلاصق في سائل مثل الزئبق أكبر منها في سائل مثل الماء في حين أن الكحول أقل من الماء، وهكذا.
• ومن المعروف أن العلاقة بي التوتر السطحي والماء علاقة عكسية، فكلما ارتفعت درجة الحرارة قل التوتر السطحي للسوائل.

والتوتر السطحي يجعل الحشرات تمشي على الماء؛ وذلك لأن السائل له قدرة المحافظة على الطاقة من خلال تضيق المساحة الخاصة بالسطح الخارجي، والتطبيق على ذلك يظهر عند سكب كمية من الماء على سطح به شمع أو زيت فإن الماء لا يتسرب نظرا لوجود فرق بين السطح الموجود.

وبين السائل المسكوب وهو الماء وبذلك يقل أيضا التوتر السطحي، وبذلك فإن العوامل التي تؤدي لتقليل التوتر السطحي هي:

• درجة الحرارة.
• الشوائب ووجود مواد ذائبة مثل الأملاح ، والزيوت الكحول والصابون أو مواد تحتوي على شحنات كهربائية.
• التجاذب بين جزئيات السائل، فكلما زاد التجاذب زاد التوتر السطحي وكلما قل التجاذب قل التوتر السطحي.

طرق قياس التوتر السطحي

يقاس التوتر السطحي عن طريق أحد الطرق القياسية الفيزيائية لأنه ظاهرة فيزيائية، مقل قياس السوائل بالأنابيب الشعرية والتي تعتمد على العلاقات الرياضية.

فيقاس ارتفاع السوائل وكثافة الماء وقياس الجاذبية الأرضية بقانون هو : t=1/2dtg(h+1/3r) h  هو ارتفاع منسوب السوائل، r نصف قطر الأنبوب الشعري،  t  التوتر السطحي،  d كثافة السائل، g فهي عجلة الجاذبية الأرضية.

أمثلة توضح ظاهرة التوتر السطحي

من أكثر الظواهر التي يمكن من خلالها توضيح ظاهرة التوتر السطحي وبين المعلومة عن ظاهرة التوتر السطحي، هي كرات الماء التي تظهر في الصباح الباكر، أو ما يعرف بالندى.

فالجاذبية الأرضية تسحب أو تجذب قطرات الماء إلى سطح الأشجار أو الأسطح المعدنية والتي تكون درجة حرارتها أقل .

فتسقط قطرات الماء على شكل كروي، حيث إن قوى الشد لأسفل تجذب قطرات الماء مما يجعلها تأخذ شكل الكرة، وتسقط على الأرض نتيجة الجاذبية.

اقرأ أيضًا: افضل ميكرويف

• كما توجد ظاهرة أخرى وهى كما سبق وأوضحنا مشي الحشرات على سطح الماء، بسبب فقدرتها على توزيع وزنها على سطح الماء فتتحرك دون اختراق الماء.
• كما أن الخشب يطفو فوق سطح الماء على الرغم من كثافته العالية
• التصاق حبيبات الرمل الرطبة عندما تسقط متلاصقة ببعضها.
• إضافة الصابون والمنظفات عند غسل الملابس لأنها تعمل على تقليل التجاذب بين الماء والدهون.
• إضافة مواد خاصة عند صنع بعض الأقمشة حتى لا تتأثر بالماء أمثلة ملابس الوتر بروف التي تلبس في الشتاء عند وجود أمطار، أو الأقمشة التي تصنع منها المظلات أو ستائر الحمامات، وغيرها.

التعريف العلمي لظاهرة التوتر السطحي

• غير أن العلماء يعرفون ظاهرة التوتر السطحي على أنه الشغل والطاقة اللازمة لسطح السائل.
• كما يرمز لظاهر التوتر السطحي برمز اللاتيني ( γ ) (جاما).
• وحدة التوتر السطحي = مقدار الطاقة مقسومة على وحدة المساحة γ = J/m²

كما أن وحدة قياس التوتر السطحي هي المقاييس الفيزيائية مثل جول ونيوتن وغيرها من مقاييس الشغل.