Jeg forstår, at vandmolekyler ved overfladen har en netto indadgående tiltrækning på grund af manglen på vandmolekyler over dem. Jeg har læst en masse artikler, og de siger, at dette indadgående træk får vand til at virke som om overfladen er dækket af et tyndt, elastisk materiale, men hvad betyder det?
Er overfladespænding kun forårsaget af tiltrækningen mellem vandmolekylerne på overfladen til andre vandmolekyler på overfladen? Hvis ja, hvorfor siges overfladespænding at være forårsaget af det indadgående træk; hvis ikke, hvilken rolle spiller tiltrækningen til molekylerne under overfladespil i overfladespænding?
Hvis et indtrængende molekyle forsøgte at punktere vandoverfladen, hvordan ville vandmolekylerne omkring det opføre sig for at holde det flydende?
Kommentarer
- Ikke sikker på, hvorfor folk nedstemmer om dette, dette er ikke ' et dårligt spørgsmål. Kan dog være et duplikat, men jeg har ikke ' t gidet at tjekke endnu.
- Jeg læste igennem ca. 4 sider med spørgsmål i tag med overfladespænding, inden jeg oprettede en ny.
- Relateret: physics.stackexchange.com/questions/55833
- Også relateret: Overfladespænding: papirclipseksperimentet
Svar
Det er ikke bare vand- luftoverfladespænding, der gør det muligt for insektet at gå på vand. Det er kombinationen af benene, der ikke fugtes, og overfladespændingen. Benene på vandstridere er hydrofobe.
Vandmolekyler er stærkt tiltrukket af hinanden. Dette skyldes “hydrogenbinding”: en proton i vand deles mellem to iltatomer i to vandmolekyler. I betragtning af kun vand og luft er minimering af grænsefladeoverfladearealet den laveste energitilstand, fordi det giver mulighed for maksimal interaktion mellem vandmolekyler. Hvis vandmolekylerne blev tiltrukket af insektbenens molekyler og befugtede dem, ville benene synke ned i væsken. I sammenhæng med, at benene ikke fugtes, resulterer de attraktive kræfter i vandmolekylerne i en netto opadgående kraft på insektets ben, når benene deformeres overfladen.
Kommentarer
- Jeg tror, at udtrykket " hydrogenbinding " (selv i anførselstegn) ikke er korrekt forklaring, ikke-befugtende genstande kan også holdes af andre væsker med tilstrækkelig overfladespænding, også dem uden brintbroer. Den intermolekylære tiltrækning på grund af Van der Waals-kræfter er den primære årsag til, at grænsefladeområdet minimeres.
- hydrogenbinding er kun grunden til, at intermolekylære kræfter og overfladespænding er meget stærk for vand. Andre intermolekylære kræfter (dipol-dipol, London-kræfter) vil også forårsage overfladespænding i andre væsker, som du siger.
- men hydrogenbinding er en svag binding, så det betyder, at bindingen mellem intermolekylære kræfter og overfladespænding vil vær også svag
- Så du siger, at en hydrogenbinding er hvor to iltatomer deler en proton ??! Jeg er ret sikker på, at en hydrogenbinding er mellem et brintatom og et andet molekyle eller atom, ikke to iltatomer.
- @Torrenter ja, delt mellem to iltatomer, men ikke lige delt. Ligesom dette www1.lsbu.ac.uk/water/water_hydrogen_bonding.html