POVRCHOVÁ VRSTVA KAPALINY

Experimenty Volný povrch kapaliny se chová podobně jako tenká Do „plného“ poháru vody vkládáme kovové předměty. Na volný povrch vody položíme minci. Volný povrch kapaliny se chová podobně jako tenká pružná blána.

Sféra molekulového působení Molekuly kapaliny na sebe navzájem působí přitažlivými silami, jejichž velikost klesá se vzdáleností  lze najít takovou vzdálenost, ve které je vzájemné silové působení molekul zanedbatelné. rm  1nm rm - poloměr sféry molekulového působení Je oblast v okolí molekuly, v níž se projevuje vzájemné silové působení molekul – koule o poloměru rm.

Molekuly, jejichž sféra vzájemného molekulového působení leží uvnitř kapaliny Celá „sféra“ je vyplněna molekulami kapaliny. Výslednice přitažlivých sil, které působí na uvažovanou centrální molekulu, je nulová.

Molekuly, jejichž vzdálenost od volného povrchu kapaliny je menší než rm Výslednice sil působících na molekulu ve středu sféry je nenulová – vektor síly FV je kolmý k volnému povrchu kapaliny a směřuje dovnitř kapaliny.

Na molekuly, jejichž vzdálenost od volného povrchu kapaliny je menší než rm, působí výsledná síla kolmá k volnému povrchu kapaliny a směřuje dovnitř kapaliny.

Povrchová vrstva je vrstva molekul, jejichž vzdálenost od volného povrchu kapaliny je menší než rm. Na každou molekulu, která leží v povrchové vrstvě kapa- liny, působí sousední molekuly přitažlivou silou, která míří dovnitř kapaliny. Tloušťka vrstvy je  10-9 m.

Povrchová energie je energie povrchové vrstvy kapaliny. Je jednou ze složek vnitřní energie kapaliny. Při posunutí molekuly zevnitř kapaliny do její povrchové vrstvy je třeba vykonat práci působením síly orientované proti síle FV. Molekula v povrchové vrstvě má tedy větší potenciální energii vzhledem k okolním molekulám.

Po přelití kapaliny do jiné nádoby se změní obsah povrchu kapaliny daného objemu o S ... Se změnou obsahu povrchu kapaliny se změní také energie povrchové vrstvy o hodnotu DE.  - povrchové napětí (závisí na druhu kapaliny a na prostředí nad jejím volným povrchem; klesá s rostoucí teplotou.)

Kapalina daného objemu má snahu zaujmout takový tvar, aby její povrch měl co nejmenší obsah a tím byla také minimální povrchová energie. Volné kapky, např. mlhy nebo rosy, mají kulovitý tvar. Koule má při daném objemu nejmenší obsah povrchu.

Řešte úlohu: Vypočítejte změnu povrchové energie při spojení drobných vodních kapek s poloměrem 2,0 mm do jedné velké kapky s poloměrem 2,0 mm. Povrchové napětí vody ve styku se vzduchem je s = 73 mN.m-1. Zmenší se o 3,7 mJ.

Test 1 Sféra molekulového působení je oblast v okolí molekuly: a) v níž se projevuje gravitační silové působení mezi molekulami, b) v níž se projevuje elektrické silové působení c) v níž se projevuje magnetické silové působení d) v níž se projevuje vzájemné molekulové silové působení. 1

Test 2 Na molekuly, jejichž vzdálenost od volného povrchu kapaliny je menší než poloměr sféry molekulového působení: a) působí výsledná síla kolmá k volnému povrchu kapaliny a směřuje ven z kapaliny, b) působí výsledná síla vodorovná s volným povrchem kapaliny a směřuje dovnitř kapaliny, c) působí výsledná síla kolmá k volnému povrchu d) působí výsledná síla vodorovná s volným povrchem kapaliny a směřuje ven z kapaliny. 2

Test 3 Změní-li se povrch kapaliny daného objemu o S, změní se povrchová energie o hodnotu: 3

Test 4 Vyberte správné tvrzení: a) Na každou molekulu, která leží v kapalině, působí sousední molekuly přitažlivou silou, která směřuje dovnitř kapaliny. b) Na každou molekulu, která leží v povrchové vrstvě kapaliny, působí sousední molekuly přitažlivou silou, která směřuje ven z kapaliny. c) Na každou molekulu, která leží v povrchové vrstvě která směřuje dovnitř kapaliny. d) Na každou molekulu, která leží v povrchové vrstvě kapaliny, působí všechny molekuly přitažlivou silou, 4