Chápu, že molekuly vody na povrchu mají čistou vnitřní přitažlivost kvůli nedostatku molekul vody nad nimi. Četl jsem spoustu článků a říkají, že tento tah směrem dovnitř způsobí, že voda působí, jako by byl povrch pokryt tenkým, elastickým materiálem, ale co to znamená?
Je povrchové napětí způsobeno pouze přitažlivostí mezi molekulami vody na povrchu k jiným molekulám vody na povrchu? Pokud ano, proč se říká, že povrchové napětí je způsobeno tahem dovnitř; pokud ne, tak jakou roli má přitažlivost k molekulám pod povrchová hra v povrchovém napětí?
Pokud by se molekula vetřelce pokoušela propíchnout vodní hladinu, jak by se chovaly molekuly vody kolem ní, aby ji udržovaly plovoucí?
Komentáře
- Nejsem si jistý, proč to lidé hlasují, to není ' ta špatná otázka. Může to být duplikát, ale já ' Ještě jsem se neobtěžoval zkontrolovat.
- Před vytvořením nového jsem přečetl asi 4 stránky otázek ve značce povrchového napětí.
- Související: physics.stackexchange.com/questions/55833
- Související: Povrchové napětí: experiment s kancelářskou sponkou
Odpověď
Není to jen voda- povrchové napětí vzduchu, které umožňuje hmyzu chodit po vodě. Jedná se o kombinaci nemočení nohou a povrchového napětí. Nohy vodních chodců jsou hydrofobní.
Molekuly vody jsou navzájem silně přitahovány. Je to způsobeno „vodíkovou vazbou“: proton ve vodě je sdílen mezi dvěma atomy kyslíku dvou molekul vody. Pokud vezmeme v úvahu pouze vodu a vzduch, je minimalizace plochy rozhraní nejnižším energetickým stavem, protože umožňuje maximální interakci mezi molekulami vody. Pokud by molekuly vody byly přitahovány k molekulám nohou hmyzu a zvlhčeny, nohy by se ponořily do kapaliny. V kontextu toho, že nohy nejsou zvlhčeny, však přitažlivé síly molekul vody vedou k čisté síle směrem vzhůru na nohy hmyzu, když nohy deformují povrch.
Komentáře
- Myslím, že výraz " vodíkové vazby " (i v uvozovkách) není správný vysvětlení, smáčecí předměty mohou být také drženy jinými kapalinami s dostatečným povrchovým napětím, také těmi bez vodíkových můstků. Mezimolekulární přitažlivost způsobená Van der Waalsovými silami je hlavním důvodem, proč je mezifázová oblast minimalizována.
- vodíková vazba je pouze důvodem, proč jsou mezimolekulární síly a povrchové napětí pro vodu velmi silné. Jiné mezimolekulární síly (dipól-dipól, londýnské síly) způsobí také povrchové napětí v jiných kapalinách, jak říkáte.
- ale vodíková vazba je slabou vazbou, což znamená, že vazba mezi mezimolekulárními silami a povrchovým napětím bude být také slabý
- Takže říkáte, že vodíková vazba je tam, kde dva atomy kyslíku sdílejí proton ??! Jsem si docela jistý, že vodíková vazba je mezi atomem vodíku a nějakou jinou molekulou nebo atomem, ne dvěma atomy kyslíku.
- @Torrents ano, sdíleny mezi dvěma atomy kyslíku, ale nejsou sdíleny stejně. Líbí se mi to www1.lsbu.ac.uk/water/water_hydrogen_bonding.html