Napięcie powierzchniowe a napięcie międzyfazowe
Zarówno napięcie powierzchniowe, jak i międzyfazowe są efektami opartymi na cieczach. Oba te efekty mają miejsce z powodu niezrównoważonych sił międzycząsteczkowych między cząsteczkami cieczy lub roztworów. Obserwujemy te efekty w codziennym życiu w postaci wielu zdarzeń, takich jak tworzenie się kropelek, niemieszalność cieczy, działanie kapilarne, bańki mydlane i łzy wina, a nawet unoszenie się nartostrzycy. Oba te działania odgrywają ważną rolę w naszych codziennych czynnościach, nawet jeśli nie wiemy, że istnieją. Na przykład nie byłbyś w stanie zmieszać mieszaniny emulsji, gdyby nie te teorie.
Napięcie powierzchniowe
Rozważmy płyn, który jest jednorodny. Każda cząsteczka w środkowych częściach cieczy ma dokładnie taką samą siłę, która ciągnie ją na wszystkie strony. Otaczające cząsteczki równomiernie ciągną centralną cząsteczkę w każdym kierunku. Rozważmy teraz cząsteczkę powierzchniową. Ma tylko siły działające na niego w kierunku cieczy. Siły adhezji powietrze-ciecz nie są nawet tak silne jak siły kohezji ciecz-ciecz. Tak więc cząsteczki powierzchniowe są przyciągane do środka cieczy, tworząc upakowaną warstwę cząsteczek. Ta powierzchniowa warstwa cząsteczek działa jak cienki film na cieczy. Jeśli weźmiemy przykład z prawdziwego życia nartnika, używa on cienkiej warstwy, aby umieścić się na powierzchni wody. Ślizga się po tej warstwie. Gdyby nie ta warstwa, utonęłaby natychmiast. Napięcie powierzchniowe definiuje się jako siłę równoległą do powierzchni prostopadłą do linii o jednostkowej długości narysowanej na powierzchni. Jednostkami napięcia powierzchniowego są Nm-1. Napięcie powierzchniowe jest również definiowane jako energia na jednostkę powierzchni. Daje to również nowe jednostki napięcia powierzchniowego Jm-2.
Napięcie międzyfazowe
Napięcie międzyfazowe jest definiowane tylko dla niemieszających się cieczy. Jak sama nazwa wskazuje, dotyczy to granicy faz dwóch niemieszających się cieczy. Dotyczy to również tej samej teorii napięcia powierzchniowego. Jedyną różnicą między napięciem międzyfazowym a napięciem powierzchniowym jest granica faz ciecz - ciecz, a nie ciecz - powietrze. Do opisu niemieszalności tych dwóch cieczy można zastosować napięcie międzyfazowe. Rozważ interfejs między płynami. Cząsteczki na pierwszej powierzchni działają na nią siłami z pierwszej cieczy oraz z powierzchniowych cząsteczek drugiej cieczy i odwrotnie. Jeśli siła na cząsteczkach powierzchni z pierwszej cieczy (siły kohezji) jest równa sile z drugiej powierzchni (siły adhezji), te dwie ciecze będą się mieszać. Jeśli te siły są nierówne, ciecze nie będą się mieszać.
Różnica między napięciem powierzchniowym a napięciem międzyfazowym
Główną różnicą między tymi dwoma są miejsca, w których występuje. Napięcie powierzchniowe jest określane na pojedynczą powierzchnię cieczy, podczas gdy napięcie międzyfazowe jest określane na granicy dwóch niemieszających się cieczy. Napięcie powierzchniowe jest w rzeczywistości pochodną napięcia międzyfazowego, w którym siła z drugiej powierzchni jest pomijalna lub zerowa.
