Jeg forstår at vannmolekyler på overflaten har en netto innadrettet tiltrekning på grunn av mangelen på vannmolekyler over dem. Jeg har lest en haug med artikler, og de sier at dette innvendige trekket får vann til å virke som om overflaten er dekket av et tynt, elastisk materiale, men hva betyr det?
Er overflatespenning forårsaket bare av tiltrekningen mellom vannmolekylene på overflaten til andre vannmolekyler på overflaten? Hvis ja, hvorfor sies overflatespenning å være forårsaket av det innadgående trekket; hvis ikke, hvilken rolle har tiltrekningen til molekylene under overflatespill i overflatespenning?
Hvis et inntrengende molekyl forsøkte å punktere vannoverflaten, hvordan ville vannmolekylene rundt det oppføre seg for å holde det flytende?
Kommentarer
- Ikke sikker på hvorfor folk nedstemmer om dette, dette er ikke ' et dårlig spørsmål. Kan være et duplikat, skjønt, men jeg har ikke ' t gadd å sjekke ennå.
- Jeg leste gjennom omtrent 4 sider med spørsmål i taggen for overflatespenning før jeg opprettet en ny.
- Relatert: physics.stackexchange.com/questions/55833
- Også relatert: Overflatespenning: binderseksperimentet
Svar
Det er ikke bare vann- luftoverflatespenning som gjør at insektet kan gå på vann. Det er kombinasjonen av beina som ikke blir fuktet og overflatespenningen. Benene på vannstridere er hydrofobe.
Vannmolekyler tiltrekkes sterkt av hverandre. Dette skyldes «hydrogenbinding»: en proton i vann deles mellom to oksygenatomer i to vannmolekyler. Tatt i betraktning bare vann og luft, er minimering av grensesnittets overflateareal den laveste energitilstanden, fordi det gir maksimal interaksjon mellom vannmolekyler. Hvis vannmolekylene ble tiltrukket av molekylene i insektbena og fuktet dem, ville bena synke ned i væsken. Imidlertid, i sammenheng med at benene ikke blir fuktet, resulterer de attraktive kreftene til vannmolekylene i en netto oppadgående kraft på beina til insektet når bena deformerer overflaten.
Kommentarer
- Jeg tror begrepet " hydrogenbinding " (selv i anførselstegn) ikke er riktig forklaring, ikke-fuktende gjenstander kan også holdes av andre væsker med tilstrekkelig overflatespenning, også de uten hydrogenbroer. Den intermolekylære tiltrekningen på grunn av Van der Waals-krefter er den primære grunnen til at grensesnittområdet minimeres.
- hydrogenbinding er bare grunnen til at intermolekylære krefter og overflatespenning er veldig sterk for vann. Andre intermolekylære krefter (dipol-dipol, London-krefter) vil også forårsake overflatespenning i andre væsker som du sier.
- men hydrogenbinding er en svak binding slik at det betyr at bindingen mellom intermolekylære krefter og overflatespenning vil vær også svak
- Så du sier at en hydrogenbinding er der to oksygenatomer deler et proton ??! Jeg er ganske sikker på at en hydrogenbinding er mellom et hydrogenatom og et annet molekyl eller atom, ikke to oksygenatomer.
- @Torrenter ja, delt mellom to oksygenatomer, men ikke like delt. Som dette www1.lsbu.ac.uk/water/water_hydrogen_bonding.html