Napięcie powierzchniowe a napięcie międzyfazowe
Zarówno napięcie powierzchniowe, jak i napięcie międzyfazowe są efektami opartymi na cieczach. Oba te efekty zachodzą z powodu niezrównoważonych sił międzycząsteczkowych między cząsteczkami cieczy lub roztworów. Efekty te obserwujemy w codziennym życiu w postaci wielu zdarzeń, takich jak tworzenie się kropel, niemieszanie się płynów, działanie kapilarne, bańki mydlane, łzy wina, a nawet unoszenie się na wodzie. Obie te czynności odgrywają ważną rolę w naszych codziennych czynnościach, nawet nie wiedząc o ich istnieniu. Na przykład nie byłbyś w stanie wymieszać mieszaniny emulsji, gdyby nie te teorie.
Napięcie powierzchniowe
Rozważ płyn, który jest jednorodny. Każda cząsteczka w centralnych częściach cieczy ma dokładnie taką samą siłę ciągnącą ją w każdą stronę. Otaczające cząsteczki ciągną centralną cząsteczkę równomiernie w każdym kierunku. Rozważmy teraz cząsteczkę powierzchniową. Działa na nią tylko siła w kierunku cieczy. Siły adhezji powietrze-ciecz nie są nawet tak silne, jak siły kohezji ciecz-ciecz. Tak więc cząsteczki powierzchniowe są przyciągane w kierunku środka cieczy, tworząc upakowaną warstwę cząsteczek. Ta warstwa powierzchniowa cząsteczek działa jak cienka warstwa na płyn. Jeśli weźmiemy przykład z życia na wodzie, używa tej 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 długości jednostki narysowanej na powierzchni. Jednostkami napięcia powierzchniowego są Nm-1. Napięcie powierzchniowe jest również definiowane jako energia na jednostkę powierzchni. Daje to również napięcie powierzchniowe nowe jednostki Jm-2.
Napięcie międzyfazowe
Napięcie międzyfazowe jest definiowane tylko dla niemieszalnych cieczy. Jak sama nazwa wskazuje, odnosi się to do granicy faz dwóch niemieszających się cieczy. Do tego odnosi się ta sama teoria napięcia powierzchniowego. Jedyną różnicą między napięciem międzyfazowym a napięciem powierzchniowym jest granica faz ciecz-ciecz, a nie faza ciecz-powietrze. Do opisania niemieszalności tych dwóch cieczy można użyć napięcia międzyfazowego. Rozważ granicę między cieczami. Cząsteczki na pierwszej powierzchni działają na nią siły od pierwszej cieczy i od molekuł powierzchni drugiej cieczy i odwrotnie. Jeżeli siła działająca na cząsteczki powierzchni z pierwszej cieczy (siły kohezji) jest równa sile z drugiej powierzchni (siły adhezji), te dwie ciecze się zmieszają. Jeśli te siły nie są równe, ciecze te nie będą się mieszać.
Różnica między napięciem powierzchniowym a napięciem międzyfazowym
Główną różnicą między tymi dwoma są miejsca, w których występuje. Napięcie powierzchniowe jest definiowane dla pojedynczej powierzchni cieczy, podczas gdy napięcie międzyfazowe jest definiowane dla granicy faz dwóch niemieszających się cieczy. Napięcie powierzchniowe jest w rzeczywistości pochodną napięcia międzyfazowego, w którym siła z drugiej powierzchni jest znikoma lub zerowa.
