STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK A KAPALIN 18. POVRCHOVÁ VRSTVA KAPALIN, KAPILÁRNÍ ELEVACE, DEPRESE Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o.
POVRCHOVÉ NAPĚTÍ - Povrchové napětí je efekt, při kterém se povrch kapalin chová jako elastická fólie a snaží se dosáhnout co možná nejhladšího stavu s minimální plochou. To znamená, že se povrch tekutiny snaží dosáhnout stavu s nejmenší energií. Čím větší je povrchové napětí, tím kulatější je kapička této kapaliny. - Povrch kapaliny se tedy chová tak, jako by byl tvořen velmi tenkou pružnou vrstvou, která se snaží stáhnout povrch kapaliny tak, aby měl při daném objemu kapaliny co nejmenší plochu. Pokud by na kapalinu nepůsobily vnější síly, měla by kulový tvar protože koule má ze všech těles stejného objemu nejmenší povrch
VÝZNAM POVRCHOVÉHO NAPĚTÍ Povrchové napětí způsobuje, že některé druhy hmyzu (například vodoměrky) se mohou pohybovat po vodní hladině. Některé předměty, např. žiletky nebo kousek alobalu, lze položit na vodní hladinu, aniž by se potopily. Velké povrchové napětí ztěžuje proces smáčení. Například destilovaná voda smáčí látky obsažené v oblečení velmi špatně, perlí. Toto je jeden z důvodů, proč se při praní přidávají prací prostředky, které svými mýdlovými látkami smáčení usnadňují. Jiným příkladem je mytí mastných rukou. Mytí mastných rukou je obtížné, protože voda nesmáčí mastný povrch. Proto používáme mýdlo. V mýdlovém roztoku jsou síly mezi molekulami menší než síly mezi molekulami vody. Důsledkem je jednak snížení povrchového napětí vody, jednak to, že roztok smáčí mastný povrch.
VÝZNAM POVRCHOVÉHO NAPĚTÍ Obrázek č. 1 Vodoměrky využívají povrchového napětí
POVRCHOVÉ NAPĚTÍ Obrázek č. 2 Povrchové napětí
POVRCHOVÉ NAPĚTÍ Jako povrchové napětí lze označit sílu, která působí kolmo na délku myšleného řezu povrchem, dělenou touto délkou, a která leží v tečné rovině k povrchu v daném bodě. Pokud působí na úsečku délky dl v rovině povrchu kolmá síla df, pak povrchové napětí vyjádříme jako:
KAPILARITA Pojem kapilarita označuje skupinu fyzikálních jevů (tzv. kapilární jevy), které jsou úzce spojeny s existencí povrchového napětí kapaliny. Kapilární jevy jsou pozorovány především v úzkých trubicích, tzv. kapilárách. Mezi kapilární jevy patří především kapilární elevace a deprese a existence krajového úhlu. Jako kapilarita bývá také označována vzlínavost, tedy schopnost látek vést kapalinu vzhůru (proti směru gravitačních sil) působením kapilárních sil.
KAPILÁRNÍ ELEVACE A DEPRESE Kapilární elevace - Zvýšení volné hladiny kapaliny, která smáčí povrch trubice. - VZESTUP v kapiláře sledujeme u vody. - Umožňuje přenos vody a živin z kořenů rostlin do jejich nadzemní části. - Pórovité látky (cukr, papír, cihly, dřevo) vsakují kapaliny. Kapilární deprese - Snížení volné hladiny kapaliny, která nesmáčí povrch trubice. - POKLES v kapiláře sledujeme u rtuti. - Umožňuje zabránění pronikání (vzlínavost) vody do materiálů použitím vhodných napouštěcích látek. - Izolace staveb, impregnaci tkanin, obuvi.
KAPILÁRNÍ ELEVACE A DEPRESE Obrázek č. 3
POUŽITÉ ZDROJE [1] ISO 690-2 (1), Přispěvatelé Wikipedie, Povrchové napětí [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2013, Datum poslední revize 8. 03. 2013, 15:46 UTC, [citováno 7. 04. 2013] <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=povrchov%c3%a9_nap%c4%9bt%c3 %AD&oldid=9844442> [2] ISO 690-2 (1), Přispěvatelé Wikipedie, Kapilarita [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2012, Datum poslední revize 20. 08. 2012, 12:45 UTC, [citováno 7. 04. 2013] <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=kapilarita&oldid=8923162>
POUŽITÉ OBRÁZKY [1] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-04-07]. Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License, www: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:wasserl%c3%a4ufer_bei_der_paarung_ crop.jpg [2] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-04-07 ]. Uživatel Pajs z projektu Czech Wikipedia, autor tohoto díla, jej uvolnil jako volné dílo, a to celosvětově. www: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:povrchove_napeti.svg [3] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-04-07 ]. Tento soubor byl (nebo tímto je) darován Wikimedia Foundation a uvolněn do public domain Pearson Scott Foresmanem. Toto platí celosvětově.www: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:capillary_attraction_repulsion_(ps F).jpg