Ik begrijp dat watermoleculen aan de oppervlakte een netto innerlijke aantrekkingskracht hebben vanwege het gebrek aan watermoleculen erboven. Ik heb een heleboel artikelen gelezen en ze zeggen dat deze naar binnen gerichte trek ervoor zorgt dat water zich gedraagt alsof het oppervlak bedekt is met een dun, elastisch materiaal, maar wat betekent dat?
Is oppervlaktespanning alleen veroorzaakt door de aantrekking tussen de watermoleculen op het oppervlak naar andere watermoleculen op het oppervlak? Zo ja, waarom wordt dan de oppervlaktespanning veroorzaakt door de naar binnen gerichte trek; zo niet, welke rol speelt de aantrekkingskracht op de moleculen onder de oppervlaktespeling in oppervlaktespanning?
Als een indringermolecuul zou proberen het wateroppervlak te doorboren, hoe zouden de watermoleculen eromheen zich dan gedragen om het te laten zweven?
Opmerkingen
- Ik weet niet zeker waarom mensen dit afkeuren, dit is geen ' een slechte vraag. Het kan echter een duplicaat zijn, maar ik heb ' t heeft nog niet de moeite genomen om het te controleren.
- Ik heb ongeveer 4 paginas met vragen in de oppervlaktespanningstag gelezen voordat ik een nieuwe creëerde.
- Gerelateerd: physics.stackexchange.com/questions/55833
- Ook gerelateerd: Oppervlaktespanning: het paperclip-experiment
Antwoord
Het is niet alleen het water- luchtoppervlaktespanning waardoor het insect op water kan lopen. Het is de combinatie van de benen die niet nat worden gemaakt en de oppervlaktespanning. De benen van waterstriders zijn hydrofoob.
Watermoleculen worden sterk tot elkaar aangetrokken. Dit komt door “waterstofbinding”: een proton in water wordt gedeeld tussen twee zuurstofatomen van twee watermoleculen. Als we alleen water en lucht beschouwen, is het minimaliseren van het grensvlakoppervlak de laagste energietoestand, omdat het maximale interactie tussen watermoleculen mogelijk maakt. Als de watermoleculen door de moleculen van de insectenpoten werden aangetrokken en ze bevochtigden, zouden de poten in de vloeistof zinken. In de context dat de poten niet nat worden gemaakt, resulteren de aantrekkende krachten van de watermoleculen echter in een netto opwaartse kracht op de poten van het insect, aangezien de poten het oppervlak vervormen.
Opmerkingen
- Ik denk dat de term " waterstofbruggen " (zelfs tussen aanhalingstekens) niet de juiste is verklaring, niet-bevochtigende voorwerpen kunnen ook worden vastgehouden door andere vloeistoffen met voldoende oppervlaktespanning, ook die zonder waterstofbruggen. De intermoleculaire aantrekkingskracht als gevolg van Van der Waals-krachten is de belangrijkste reden dat het grensvlakgebied wordt geminimaliseerd.
- waterstofbinding is slechts de reden waarom intermoleculaire krachten en oppervlaktespanning erg sterk zijn voor water. Andere intermoleculaire krachten (dipool-dipool, Londense krachten) zullen ook oppervlaktespanning veroorzaken in andere vloeistoffen, zoals u zegt.
- maar waterstofbinding is een zwakke binding, dus dat betekent dat de binding tussen intermoleculaire krachten en oppervlaktespanning zal wees ook zwak
- Dus je zegt dat een waterstofbinding is waar twee zuurstofatomen een proton delen ??! Ik ben er vrij zeker van dat er een waterstofbinding is tussen een waterstofatoom en een ander molecuul of atoom, niet twee zuurstofatomen.
- @Torrents ja, gedeeld tussen twee zuurstofatomen, maar niet gelijk verdeeld. Zoals dit www1.lsbu.ac.uk/water/water_hydrogen_bonding.html