Povrchová vrstva kapalin Molekulová fyzika Povrchová vrstva kapalin

Kapaliny Přechod mezi plyny a pevnými látkami Krátkodosahové uspořádání částic Kmitají s f = 1012 Hz kolem rovnovážné polohy, po 1 ns nová rovnovážná poloha S teplotou se zkracuje tato doba, lepší tekutost, menší viskosita (vnitřní tření) Vzdálenosti 10-10 m, značné síly, projevují se zvláště na povrchu

Proč se mohou udržet na hladině předměty s větší hustotou než voda?

Jak se chová rostoucí kapka?

Jakoby pružný balónek naplněný vodou

Tyto pokusy ukazují, že volný povrch kapaliny se chová jako tenká pružná blána. Proč?

Sféra molekulového působení Molekuly kapaliny na sebe vzájemně působí přitažlivými silami, jejichž velikost s rostoucí vzdáleností molekul klesá. Kolem každé molekuly si lze představit kouli (sféru molekulového působení) o poloměru rm, kam dosahuje silové působení molekuly na své sousední molekuly. rm = 1 nm (tj. několik mezimolekulových vzdáleností)

Sféra molekulového působení

Sféra molekulového působení Molekula uvnitř kapaliny výslednice přitažlivých sil, jimiž molekuly v této sféře působí na uvažovanou molekulu, je nulová Molekula ve vzdálenosti od povrchu menší než rm výslednice přitažlivých sil, jimiž molekuly v této sféře působí na uvažovanou molekulu, směřuje kolmo k volnému povrchu a dovnitř kapaliny

Povrchová vrstva kapaliny Vrstva molekul, jejíž vzdálenost od volného povrchu kapaliny je menší než poloměr sféry molekulového působení Na každou molekulu, která se nachází v povrchové vrstvě kapalin působí sousední molekuly přitažlivou silou, která míří dovnitř kapaliny Povrchová vrstva se chová jako pružná blána

Povrchová energie Při přemístění molekuly z vnitřku kapaliny do její povrchové vrstvy, je nutno vykonat práci k překonání právě popsané síly. Proto mají molekuly z povrchové vrstvy větší potenciální energii než molekuly v této vrstvě neležící. Povrchové vrstvě přiřazujeme tzv. povrchovou energii E = Sσ nová složka vnitřní energie kapalin S je volný povrch kapaliny a σ tzv. povrchové napětí (73 mN/m)

Povrchová energie Kapalina chce mít povrchovou energii, co nejmenší, tedy i povrch koule Malé kapky jsou kulovité, velké jsou pokřiveny tíhovou silou

Stav bez tíže https://www.youtube.com/watch?v=Oz36sApgMMo

Spočítej povrchovou energii Jak velká energie se uvolní, jestliže se při dešti z kapiček o poloměru 1 µm vytvoří velká kapka s poloměrem 3 mm? Na jakou formu se tato uvolněná energie přemění a jak se to projeví? Jakému přírůstku teploty vody by tato energie odpovídala? http://reseneulohy.cz/346/povrchova-energie

Autor: ©entomart, Attribution, https://commons. wikimedia. org/w/index