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Wann ist die Oberflächenspannung von Nutzen?
Bedeutung der Oberflächenspannung Die Oberflächenspannung trägt dazu bei, dass manche Insekten, zum Beispiel die Wasserläufer, auf der Wasseroberfläche laufen können. Sollte das Insekt jedoch die Oberfläche durchstoßen, würde es evtl. untergehen.
Warum kann der Wasserläufer über das Wasser laufen?
Zwischen den im Wasser befindlichen Molekülen wirken Anziehungskräfte aus allen Richtungen (a). Durch die nach innen gerichtete Kraft der Moleküle in der obersten Schicht entsteht eine Art „Haut“. Die ist so stabil, dass sogar ein Wasserläufer auf ihr laufen kann.
Wie heißt die Anziehungskraft zwischen Wasser und anderen Materialien?
Adhäsion ist die Anziehung von Molekülen einer Art für Moleküle einer anderen Art. Bei Wasser kann diese sehr stark sein, vor allem zu anderen Molekülen mit positiven oder negativen Ladungen.
Können sich Wasserteilchen festhalten?
Diese Verbindung zwischen Wasserteilchen nennt man „Wasserstoff- brückenbindung“. Im Inneren eines Gefäßes sind alle Wasserteilchen in alle Richtungen von anderen Wasserteilchen umgeben und können so einfach immer wieder Nachbarn finden und sich an denen festhalten.
Was ist die Folge der Oberflächenspannung?
Die Folge der Oberflächenspannung äußert sich darin, dass Flüssigkeiten versuchen ihre Oberfläche und somit die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und einem Gas so klein wie möglich zu halten. Da eine Kugel die geringste Oberfläche hat, bildet sich bei Vernachlässigung anderer Kräfte, wie zum Beispiel der Gewichtskraft ein kugelförmiger Tropfen.
Was ist eine Verringerung der Oberflächenspannung?
Eine Verringerung der Oberfläche führt daher zu einem Energiegewinn, und dieser ist die Ursache der Oberflächenspannung. Wirkt die Oberflächenspannung in einer Oberfläche in Tropfenform, führt die Spannung in der Kugelförmigkeit zu einem erhöhten Druck in der Flüssigkeit.
Was ist die Grenzflächenspannung?
Durch diese Kräfte tritt an der Grenze zwischen der Flüssigkeit und dem Gas die sogenannte Oberflächenspannung auf. Sie wird deshalb auch Grenzflächenspannung genannt. Die Molekularkräfte bewirken, dass es energetisch günstiger ist, die Oberfläche klein zu halten.
Wie kann die Oberflächenspannung berechnet werden?
Die Oberflächenspannung kann auf zwei verschiedene, aber konsistente Arten berechnet werden. Zum einen mit einer aus der Mechanik hergeleiteten Formel und zum anderen mit einer Formel aus der Thermodynamik. Zuerst gehen wir auf die mechanische Definition ein. Hierfür stellt man sich folgendes Experiment vor.