Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:43 • sest 21:13 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 13:37 • Sest 06:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 02:59 • Síðdegis: 15:47 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 09:39 • Síðdegis: 21:50 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Hvað er yfirborðsspenna?

Tryggvi Þorgeirsson og Þorsteinn Vilhjálmsson

Taktu málningarpensil, dýfðu honum í vatn og dragðu hann síðan upp aftur. Þá sérðu að hárin á honum loða saman; nú fyrst má draga með honum fínar línur. Sams konar fyrirbæri sést þegar maður með úfið hár bleytir það þannig að það klessist niður.

Oft er sagt að hárin loði saman vegna þess að þau séu blaut. Ef hárin á penslinum eru skoðuð meðan hann er á kafi í vatni má hins vegar sjá að það er ekki fullnægjandi skýring. Þó að hárin séu sannarlega blaut loða þau ekki saman. Hár loða nefnilega ekki saman af því einu að vatn er kringum þau, heldur af því að yfirborð vatnsins er skammt undan.

Samloðun háranna sýnir tilhneigingu vatnssameindanna til að dragast hver að annarri. Vatnssameind við yfirborð vatns, t.d. vatns á hárum málningarpensils, dregst inn á við á tiltekinn hátt, þangað sem flestar sameindirnar eru. Yfirborðsspennan er því ekki sérstakur, sjálfstæður kraftur heldur einföld afleiðing af aðdráttarkröftum milli vatnssameindanna. Ein afleiðing þessa samdráttar er að yfirborðsspenna myndast.


Yfirborðsspennan kemur í veg fyrir að bréfaklemman sökkvi.


Þessi yfirborðsspenna er nægjanlega mikil til þess að vatnsyfirborðið geti haldið uppi léttum hlutum sem fljóta ekki, eins og ýmsum skordýrum. Það er líka yfirborðsspennan sem heldur vatni saman í dropum og veldur því að hægt er að fylla vatnsglas upp fyrir barma sína.

Ýmis efni geta dregið úr yfirborðsspennu vatns og er sápa þar á meðal. Eftirfarandi tilraun sýnir það á áhrifaríkan hátt.

Við tilraunina þarf að nota hreinan disk, talkúm-duft og sápustykki. Gakktu úr skugga um að diskurinn sé tandurhreinn; á honum má ekki vera nein fita eða sápa. Fylltu diskinn af vatni og stráðu talkúm-duftinu á vatnsyfirborðið.

Snertu nú vatnsyfirborðið með sápustykkinu við einn enda disksins. Við það dregst talkúm-duftið skyndilega yfir í gagnstæðan hluta disksins.

Talkúm-duftið leysist ekki upp í vatninu og það sekkur ekki; það liggur á vatnsyfirborðinu og yfirborðsspennan heldur því uppi. Þar sem sápan snertir vatnið dragast vatnssameindir frekar að sápusameindum en hver annarri. Hinum megin á diskinum dragast vatnssameindir hins vegar ennþá hver að annarri. Þegar vatnið er snert með sápunni er því eins og verið sé að skera á gúmmíteygju og yfirborðsspenna á mótstæðri hlið dregur talkúm-duftið frá sápunni.

Heimild:

  • Glass, Don, Why you can never get to the end of the rainbow. Bloomington: Indiana University Press, 1993, bls. 144-145.

Mynd:

Höfundar

Tryggvi Þorgeirsson

Tryggvi Þorgeirsson

læknir og fyrrverandi starfsmaður Vísindavefsins

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

31.1.2000

Spyrjandi

Ritstjórn

Efnisorð

Tilvísun

Tryggvi Þorgeirsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er yfirborðsspenna?“ Vísindavefurinn, 31. janúar 2000. Sótt 18. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=32.

Tryggvi Þorgeirsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 31. janúar). Hvað er yfirborðsspenna? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=32

Tryggvi Þorgeirsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er yfirborðsspenna?“ Vísindavefurinn. 31. jan. 2000. Vefsíða. 18. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=32>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er yfirborðsspenna?
Taktu málningarpensil, dýfðu honum í vatn og dragðu hann síðan upp aftur. Þá sérðu að hárin á honum loða saman; nú fyrst má draga með honum fínar línur. Sams konar fyrirbæri sést þegar maður með úfið hár bleytir það þannig að það klessist niður.

Oft er sagt að hárin loði saman vegna þess að þau séu blaut. Ef hárin á penslinum eru skoðuð meðan hann er á kafi í vatni má hins vegar sjá að það er ekki fullnægjandi skýring. Þó að hárin séu sannarlega blaut loða þau ekki saman. Hár loða nefnilega ekki saman af því einu að vatn er kringum þau, heldur af því að yfirborð vatnsins er skammt undan.

Samloðun háranna sýnir tilhneigingu vatnssameindanna til að dragast hver að annarri. Vatnssameind við yfirborð vatns, t.d. vatns á hárum málningarpensils, dregst inn á við á tiltekinn hátt, þangað sem flestar sameindirnar eru. Yfirborðsspennan er því ekki sérstakur, sjálfstæður kraftur heldur einföld afleiðing af aðdráttarkröftum milli vatnssameindanna. Ein afleiðing þessa samdráttar er að yfirborðsspenna myndast.


Yfirborðsspennan kemur í veg fyrir að bréfaklemman sökkvi.


Þessi yfirborðsspenna er nægjanlega mikil til þess að vatnsyfirborðið geti haldið uppi léttum hlutum sem fljóta ekki, eins og ýmsum skordýrum. Það er líka yfirborðsspennan sem heldur vatni saman í dropum og veldur því að hægt er að fylla vatnsglas upp fyrir barma sína.

Ýmis efni geta dregið úr yfirborðsspennu vatns og er sápa þar á meðal. Eftirfarandi tilraun sýnir það á áhrifaríkan hátt.

Við tilraunina þarf að nota hreinan disk, talkúm-duft og sápustykki. Gakktu úr skugga um að diskurinn sé tandurhreinn; á honum má ekki vera nein fita eða sápa. Fylltu diskinn af vatni og stráðu talkúm-duftinu á vatnsyfirborðið.

Snertu nú vatnsyfirborðið með sápustykkinu við einn enda disksins. Við það dregst talkúm-duftið skyndilega yfir í gagnstæðan hluta disksins.

Talkúm-duftið leysist ekki upp í vatninu og það sekkur ekki; það liggur á vatnsyfirborðinu og yfirborðsspennan heldur því uppi. Þar sem sápan snertir vatnið dragast vatnssameindir frekar að sápusameindum en hver annarri. Hinum megin á diskinum dragast vatnssameindir hins vegar ennþá hver að annarri. Þegar vatnið er snert með sápunni er því eins og verið sé að skera á gúmmíteygju og yfirborðsspenna á mótstæðri hlið dregur talkúm-duftið frá sápunni.

Heimild:

  • Glass, Don, Why you can never get to the end of the rainbow. Bloomington: Indiana University Press, 1993, bls. 144-145.

Mynd:...