Verschil tussen oppervlaktespanning en capillaire werking

Belangrijkste verschil - Surface Spanning vs Capillaire actie
 

Oppervlaktespanning en capillaire werking zijn fysische eigenschappen van vloeibare stoffen. Het zijn macroscopische eigenschappen van vloeistoffen. De belangrijk verschil tussen oppervlaktespanning en capillaire werking is dat, de oppervlaktespanning wordt gemeten als de kracht uitgeoefend op een bepaalde lengte van de vloeistof gegeven door de eenheid N / m (Newton per meter) terwijl de capillaire werking wordt gemeten als de hoogte van de vloeistofkolom die omhoog wordt getrokken, tegen de zwaartekracht gegeven door de eenheid m (meter).

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is oppervlaktespanning
3. Wat is Capillaire actie
4. Relatie tussen oppervlaktespanning en capillaire werking
5. Vergelijking zij aan zij - Oppervlaktespanning versus Capillaire werking in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is oppervlaktespanning?

Oppervlaktespanning is een verschijnsel waarbij het oppervlak van een vloeistof, waar de vloeistof in contact is met het gas, werkt als een dunne elastische laag. De term oppervlaktespanning wordt alleen gebruikt als de vloeistof in contact is met een gas (bijv. Wanneer geopend voor de normale atmosfeer). De term "interfacespanning" wordt gebruikt voor de laag tussen twee vloeistoffen.

Aantrekkingen tussen verschillende chemische soorten zorgen ervoor dat de vloeibare moleculen zich verenigen. De vloeibare moleculen in het oppervlak van de vloeistof worden aangetrokken door de moleculen in het midden van de vloeistof. Dit is een soort samenhang. Maar de aantrekkingskracht tussen vloeibare moleculen en luchtmoleculen (of de adhesiekrachten) is verwaarloosbaar. Daarom werkt deze oppervlaktelaag van vloeibare moleculen als een elastisch membraan. De oppervlaktelaag van vloeibare moleculen staat onder spanning omdat er niet genoeg aantrekkingskrachten zijn om de samenhangende krachten in evenwicht te brengen, dus deze toestand wordt oppervlaktespanning genoemd.

Figuur 01: De aantrekkingskracht op vloeibare moleculen in het oppervlak van de vloeistof

Formule voor berekening van oppervlaktespanning

Oppervlaktespanning (γ) = F / d

Hier is F de oppervlaktekracht en d is de lengte waarlangs de oppervlaktekracht inwerkt. Daarom wordt de meting van de oppervlaktespanning gegeven door de eenheid N / m (Newton per meter). Het is de SI-eenheid voor het meten van de oppervlaktespanning.

Wat is Capillaire actie?

Capillaire werking is het vermogen van een vloeistof om in nauwe ruimtes te stromen zonder de hulp van of in tegenstelling tot externe krachten zoals de zwaartekracht. Het kan worden waargenomen als vloeistof die door een capillair in de opwaartse richting trekt.

De capillaire werking treedt op vanwege de intermoleculaire krachten tussen vloeibare moleculen en het oppervlak van de capillaire buis. Daarom treedt het op door adhesiekrachten. Wanneer de diameter van de buis voldoende klein is, stijgt de vloeistof door de buis als gevolg van zowel adhesieve als cohesieve krachten. De cohesieve krachten (aantrekkingskrachten tussen vergelijkbare moleculen) zorgen ervoor dat de moleculen naar boven worden getrokken.

Wanneer een capillaire buis in een vloeistof wordt geplaatst, wordt aan de rand van de buis een meniscus gevormd. Dan, vanwege adhesiekrachten tussen vloeibare moleculen en de wand van de buis, wordt de vloeistof omhoog getrokken totdat de zwaartekracht inwerkt op die hoeveelheid vloeistof voldoende is om de hechtingskracht te overwinnen. Vervolgens worden de vloeibare moleculen door cohesie omhoog getrokken.

Figuur 02: Capillaire actie - een model

Capillaire werking is gebruikelijk bij planten. Xylem-vaten zijn capillaire buizen die water met opgeloste voedingsstoffen naar boven kunnen trekken. Dit voldoet aan de eis van water en voedingsstoffen door takken en bladeren van grote planten.

Wat is de relatie tussen oppervlaktespanning en capillaire actie?

De capillaire werking creëert een vloeistofkolom in een capillair. De hoogte van de vloeistofkolom kan worden bepaald door de onderstaande vergelijking.

Formule voor berekening van de hoogte van de vloeistofkolom

h = 2γcosθ / ρgr

In deze,

• h is de hoogte van de vloeistofkolom,
• γ is de oppervlaktespanning van de vloeistof (eenheid is N / m),
• θ is de contacthoek tussen de vloeistof en de wand van de buis,
• ρ is de dichtheid van de vloeistof, g is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (eenheid is Kg / m³),
• r is de straal van de buis (m).

Wat is het verschil tussen oppervlaktespanning en capillaire actie?

Oppervlaktespanning versus capillaire actie
Oppervlaktespanning is een verschijnsel waarbij het oppervlak van een vloeistof, waar de vloeistof in contact is met het gas, werkt als een dunne elastische laag.	Capillaire werking is het vermogen van een vloeistof om in nauwe ruimtes te stromen zonder de hulp van of zelfs in tegenstelling tot externe krachten zoals zwaartekracht.
Theorie
Oppervlaktespanning is de kracht op het oppervlak van een vloeistof blootgesteld aan lucht.	Capillaire werking is de stroming van een vloeistof tegen een externe kracht zonder enige hulp.
Meting
Oppervlaktespanning wordt gemeten als de kracht uitgeoefend op een bepaalde lengte van de vloeistof gegeven door de eenheid N / m (Newton per meter).	Capillaire werking wordt gemeten als de hoogte van de vloeistofkolom die omhoog wordt getrokken, tegen de zwaartekracht in die wordt gegeven door de eenheid m (meter).

Samenvatting - Oppervlakte Spanning vs Capillaire actie

Oppervlaktespanning en capillaire werking zijn twee soorten microscopische eigenschappen van vloeistoffen. Het verschil tussen oppervlaktespanning en capillaire werking is dat oppervlaktespanning wordt gemeten als de kracht uitgeoefend op een bepaalde lengte van de vloeistof gegeven door de eenheid N / m (Newton per meter) terwijl capillaire werking wordt gemeten als de hoogte van de vloeistofkolom die wordt omhoog getrokken, tegen de zwaartekracht gegeven door de eenheid m (meter).

Referentie:

1.Jones, Andrew Zimmerman. "Wat is oppervlaktespanning? Definitie en experimenten. "ThoughtCo. Beschikbaar Hier
2.Perlman, USGS Howard. "Capillaire actie." Capillaire actie, van de USGS Water-Science School. Beschikbaar Hier  
3. "Capillaire actie." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 februari 2018. Beschikbaar Hier 

Afbeelding met dank aan:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'Door gebruiker: Booyabazooka - Eigen werk, (Public Domain) via Commons Wikimedia
2.'Figuur 02 02 05'Door CNX OpenStax, (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia