ما هوالتوتر السطحي للماء?
التوتر السطحيهو ميل الأسطح السائلة إلى الانكماش إلى أقل مساحة سطح ممكنة. يسمح التوتر السطحي للأشياء ذات الكثافة الأعلى من كثافة الماء مثل شفرات الحلاقة والحشرات (مثل حشرات الماء) بالطفو على سطح الماء دون أن تغمرها المياه جزئيًا.
عند واجهات السائل والهواء، تنشأ التوتر السطحي نتيجة للجذب الأكبر لجزيئات السائل لبعضها البعض (بسبب التماسك) مقارنة بالجزيئات الموجودة في الهواء (بسبب الالتصاق).
هناك آليتان أساسيتان تلعبان دورًا في هذا الأمر. الأولى هي قوة داخلية على جزيئات السطح تتسبب في انكماش السائل. والثانية هي قوة مماسية موازية لسطح السائل.تماسييشار إلى القوة عمومًا باسم التوتر السطحي. والنتيجة النهائية هي أن السائل يتصرف كما لو كان سطحه مغطى بغشاء مرن ممتد. ولكن لا ينبغي المبالغة في هذا القياس لأن التوتر في الغشاء المرن يعتمد على مقدار تشوه الغشاء بينما التوتر السطحي هو خاصية متأصلة في السائل.–الهواء أوسائل بخارواجهة.
بسبب الجاذبية العالية نسبيًا لجزيئات الماء لبعضها البعض من خلال شبكة من الروابط الهيدروجينية، فإن الماء يتمتع بتوتر سطحي أعلى (72.8 ميلي نيوتن (mN) لكل متر عند 20 درجة) من معظم السوائل الأخرى. يعد التوتر السطحي عاملًا مهمًا في ظاهرة الشعيرات الدموية.
لماذا الصابون يكسر التوتر السطحي للماء؟
يكسر الصابون التوتر السطحي للماء بسبب بنيته الجزيئية، التي تحتوي على طرفين كارهين للماء وجذابين للماء. تخلق جزيئات الماء على السطح "جلدًا" بسبب قوى التماسك بينها، مما يؤدي إلى ارتفاع التوتر السطحي.
عندما يضاف الصابون إلى الماء، فإن الأطراف الكارهة للماء لجزيئات الصابون تنفر من الماء وتشق طريقها إلى السطح، بينما تظل الأطراف المحبة للماء في الماء. وهذا يعطل قوى التماسك بين جزيئات الماء على السطح، مما يقلل من التوتر السطحي. ونتيجة لذلك، يصبح الماء أقل تماسكًا وينتشر بسهولة أكبر، مما يسمح له بتبليل الأسطح بشكل أفضل.
