Tensiune superficială apă potabilă
Un parametru important al apei potabile este tensiunea superficială. Determină gradul de aderență dintre moleculele de apă și forma suprafeței lichidului și, de asemenea, determină gradul de absorbție a apei de către organism.
Nivelul de evaporare al unui lichid depinde de cât de puternic sunt legate între ele moleculele sale. Cu cât moleculele se atrag reciproc, cu atât lichidul este mai puțin volatil. Cu cât indicatorul este mai mic tensiune superficială lichid, mai ales că este volatil. Alcoolii și solvenții au cea mai mică tensiune superficială. Aceasta, la rândul său, determină activitatea lor - capacitatea de a interacționa cu alte substanțe.
Vizual, tensiunea superficială poate fi reprezentată după cum urmează: dacă turnați încet ceaiul într-o ceașcă până la refuz, pentru o perioadă de timp nu se va revărsa și în lumina transmisă puteți vedea că s-a format o peliculă subțire deasupra suprafeței lichidului, care împiedică scurgerea ceaiului. Se umflă pe măsură ce se adaugă și numai la, după cum se spune, „ultima picătură” lichidul se revarsă.
Cu cât apa este folosită mai mult „lichid” pentru băut, cu atât corpul are nevoie de mai puțină energie pentru a rupe legăturile moleculare și a satura celulele cu apă.
Unitatea de măsură a tensiunii superficiale este dyn/cm.
Apa de la robinet are o tensiune superficială de până la 73 de dine/cm, iar fluidul intra și extracelular este de aproximativ 43 de dine/cm, astfel încât celula necesită o cantitate mare de energie pentru a depăși tensiunea superficială a apei.
Figurat vorbind, apa poate fi mai groasă și mai subțire. Este de dorit ca mai multă apă „lichidă” să intre în organism, apoi celulele nu vor trebui să risipească energie pentru a depăși tensiunea de suprafață. Apa cu tensiune superficială scăzută este mai disponibilă din punct de vedere biologic. Intră mai ușor în interacțiuni intermoleculare.
Te-ai întrebat vreodată: „De ce apa fierbinte spală murdăria mai bine decât apa rece?” Acest lucru se întâmplă deoarece pe măsură ce temperatura apei crește, tensiunea superficială a acesteia scade. Cu cât tensiunea superficială a apei este mai mică, cu atât este mai bun solvent. Coeficientul de tensiune superficială depinde de compozitia chimica lichid, mediul cu care se învecinează, temperatura. Odată cu creșterea temperaturii (descrește și la temperatura critică devine zero. În funcție de puterea interacțiunii dintre moleculele lichidului și particulele corpului solid în contact cu acesta, este posibil ca corpul solid să poată sau nu să fie umezită de lichid În ambele cazuri, suprafața lichidului de lângă limita cu corpul solid este curbată.
Tensiunea superficială a apei poate fi redusă, de exemplu, prin adăugare biologică substanțe active sau încălzirea lichidului. Cu cât tensiunea superficială a apei pe care o bei este mai aproape de 43 de dine/cm, cu atât poate fi absorbită de corpul tău mai puțină energie.
Nu stiu de unde il poti lua apa potrivita ? iti spun eu!
Vă rugăm să rețineți:
Făcând clic pe „ A sti„nu duce la nicio cheltuială sau obligație financiară.
Doar tu obțineți informații despre disponibilitatea apei potrivite în regiunea dvs,
precum şi obțineți o oportunitate unică de a deveni gratuit membru al clubului oamenilor sănătoși
un strat subțire al unei substanțe lângă suprafața de contact a două faze (corpi, medii), care diferă ca proprietăți de substanțele din cea mai mare parte a fazelor. Proprietăți speciale P.S. sunt cauzate de excesul de energie liberă concentrată în el (vezi Energia de suprafață, Tensiunea de suprafață), precum și particularitățile structurii și compoziției sale. P.S. la limita fazelor condensate este adesea numit stratul interfacial. Grosimea P. s. depinde de diferența de densități de fază, intensitate și tip de interacțiuni intermoleculare în zona limită, temperatură, presiune, potențiale chimice și alți parametri termodinamici ai sistemului. În unele cazuri nu depășește grosimea unui strat monomolecular, în altele ajunge la zeci și sute dimensiunea moleculară. Deci, P. s. lichidele în apropierea temperaturilor critice de amestecare pot avea o grosime de 1000 (100 nm) sau mai mult. Un strat format din molecule (sau ioni) unei substanțe adsorbite se numește strat de adsorbție. Compoziția și proprietățile P. s se schimbă deosebit de puternic. la adsorbția agenților tensioactivi. Adsorbția, chimisorbția și efectele chimice asupra P. s. solidele pot provoca liofilizarea sau liofobizarea acesteia (vezi Liofilitatea și liofobicitatea), pot duce la o scădere a rezistenței sale (vezi efectul Rebinder) sau, dimpotrivă, la creșterea caracteristicilor mecanice. starea lui P. s. diferitelor materiale structurale, de inginerie radio și alte materiale afectează foarte mult caracteristicile operaționale, tehnice și tehnologice ale acestora. Cu proprietățile lui P. s. diferite fenomene de suprafață din lumea din jurul nostru sunt legate.
Tensiunea superficială este o caracteristică termodinamică a interfeței dintre două faze aflate în echilibru, determinată de munca de formare izotermocinetică reversibilă a unei unități de suprafață a acestei interfețe, cu condiția ca temperatura, volumul sistemului și potențialele chimice ale tuturor componentelor din ambele faze rămân constante.
Tensiunea superficială este dublă sens fizic- energie (termodinamica) si putere (mecanica). Definiția energiei (termodinamice): tensiunea superficială este munca specifică de creștere a suprafeței atunci când aceasta este întinsă, supusă unei temperaturi constante. Definiția forței (mecanice): tensiunea superficială este forța care acționează pe unitatea de lungime a unei linii care delimitează suprafața unui lichid.
Metode statice:
1. Metoda de ridicare a capilarelor
2. Metoda Wilhelmy
3. Metoda de drop asezat
4. Metoda de determinare prin forma unei picaturi suspendate.
5. Metoda picăturii rotative
1. Metoda Du Nouy (metoda separarii inelelor).
2. Stalagmometric, sau metoda de numărare a picăturilor.
3. Metoda de presiune maximă a bulelor.
4. Metoda cu jet oscilant
5. Metoda valuri stătătoare
6. Metoda undelor calatorie
Tensiune superficială, dorința unei substanțe (fază lichidă sau solidă) de a-și reduce energia potențială în exces la interfața cu o altă fază (energia de suprafață). Definit ca munca cheltuită pentru crearea unei unități de suprafață a interfeței (dimensiunea J/m 2). Conform unei alte definiții, tensiunea superficială este o forță pe unitatea de lungime a conturului care delimitează interfața de fază (dimensiunea N/m); aceasta forta actioneaza tangential la suprafata si impiedica cresterea ei spontana.
Tensiunea superficială este principala caracteristică termodinamică a stratului de suprafață al unui lichid la limita cu faza gazoasă sau alt lichid. Tensiunea superficială a diferitelor lichide la limita cu vapori proprii variază foarte mult: de la unități pentru gaze lichefiate cu punct de fierbere scăzut la câteva mii de mN/m pentru substanțe refractare topite. Tensiunea superficială depinde de temperatură. Pentru multe lichide monocomponente neasociate (apă, săruri topite, metale lichide) departe de temperatura critică, aceasta funcționează bine dependență liniară:
Surfactanți (surfactanți) - compuși chimici, care, concentrându-se pe interfața de fază, provoacă o scădere a tensiunii superficiale.
Principala caracteristică cantitativă a unui surfactant este activitatea de suprafață - capacitatea unei substanțe de a reduce tensiunea superficială la interfață - aceasta este derivata tensiunii superficiale în raport cu concentrația de surfactant, deoarece C tinde spre zero. Totuși, un agent tensioactiv are o limită de solubilitate (așa-numita concentrație micelică critică sau CMC), la atingerea căreia, atunci când un agent tensioactiv este adăugat la o soluție, concentrația la interfață rămâne constantă, dar în același timp, auto-organizare are loc moleculele de surfactant în soluția în vrac (formarea sau agregarea micelelor). Ca rezultat al unei astfel de agregari, se formează așa-numitele micelii. Trăsătură distinctivă Formarea micelelor este cauzată de turbiditatea soluției de surfactant. Soluții apoaseÎn timpul formării micelelor, agenții tensioactivi dobândesc, de asemenea, o nuanță albăstruie (nuanță gelatinoasă) datorită refracției luminii de către micelii.
O vezi că se manifestă ori de câte ori vezi apa picurând încet de la un robinet. O peliculă de apă apare de la robinet și începe să se întindă, ca o coajă subțire de cauciuc, sub greutatea lichidului conținut în ea. Acest film, atașat la deschiderea robinetului, se prelungește treptat până când greutatea sa devine brusc prea mare. Pelicula, însă, nu se rupe, deoarece un tăietor s-ar rupe dacă este supraîncărcat. În schimb, „alunecă” din vârful robinetului și, ca și cum ar învălui o cantitate mică de apă, formează o picătură care cădea liber. Fără îndoială, ați observat de mai multe ori că picăturile care cad capătă o formă aproape sferică. Dacă nu ar fi forțe externe, acestea ar fi strict sferice. Ceea ce observați este una dintre manifestările abilității neobișnuite a apei de a „trage împreună”, de a se „autocompact” sau, cu alte cuvinte, a capacității sale de a adera (coeziune). O picătură de apă care picură dintr-un robinet se contractă într-o minge minusculă și mingea este din toate posibilele corpuri geometrice are cea mai mică suprafață pentru un volum dat.Datorită aderenței, la suprafața apei se formează tensiune, iar pentru a sparge suprafața apei este necesar forta fizicași, în mod ciudat, destul de semnificativ. O suprafață de apă netulburată poate susține obiecte care sunt mult mai „grele” decât apa, cum ar fi un ac de oțel sau o lamă de ras, sau anumite insecte care alunecă prin apă ca și cum ar fi un solid mai degrabă decât un lichid.
Dintre toate lichidele, cu excepția mercurului, apa are cea mai mare tensiune superficială.
În interiorul unui lichid, atracția moleculelor unul față de celălalt este echilibrată. Dar nu la suprafață. Moleculele de apă care se află mai adânc trag în jos moleculele de sus. Prin urmare, o picătură de apă pare să se străduiască să se micșoreze cât mai mult posibil. Este tras împreună de forțele de tensiune superficială.
Fizicienii au calculat exact ce greutate trebuie suspendată dintr-o coloană de apă de trei centimetri grosime pentru a o sparge. Veți avea nevoie de o greutate uriașă - mai mult de o sută de tone! Dar aici este momentul în care apa este excepțional de curată. Nu există o astfel de apă în natură. Întotdeauna există ceva dizolvat în ea. Chiar dacă doar puțin, substanțele străine rup verigile din lanțul puternic de molecule de apă, iar forțele de aderență dintre ele scad.
Dacă aplicați picături de mercur pe o placă de sticlă și picături de apă pe o placă de parafină, atunci picăturile foarte mici vor avea forma unei mingi, iar cele mai mari vor fi ușor aplatizate sub influența gravitației. 
Acest fenomen se explică prin faptul că între mercur și sticlă, precum și între parafină și apă, apar forțe atractive (adeziune) mai mici decât între molecule în sine (coeziune). Când apa intră în contact cu sticla curată, iar mercurul intră în contact cu o placă de metal, observăm aproape distribuție uniformă a ambelor substanțe de pe plăci, deoarece forțele de atracție dintre moleculele de sticlă și apă, moleculele de metal și mercur sunt mai mari decât atracția dintre molecule individuale apă și mercur. Acest fenomen, când un lichid este situat uniform pe suprafața unui solid, se numește umezire. Aceasta înseamnă că apa udă sticla curată, dar nu udă parafina. Într-un caz particular, umectarea poate indica gradul de contaminare a suprafeței. De exemplu, pe o farfurie spălată curat (porțelan, faianță) apa se întinde într-un strat uniform, într-un balon spălat curat pereții sunt acoperiți uniform cu apă, dar dacă apa de la suprafață ia forma unor picături, aceasta indică faptul că suprafața vasului este acoperită cu un strat subțire de substanță care nu este umezită de apă, cel mai adesea grăsime.
Definiția 1
Tensiunea superficială este impulsul unui lichid de a-și reduce propria suprafață liberă, adică de a reduce excesul de energie potențială la limita separării de faza gazoasă.
Nu numai corpurile fizice solide, ci și suprafața lichidului în sine sunt echipate cu caracteristici elastice. Toată lumea din viața lor a văzut cum se întinde o peliculă de săpun atunci când suflați puțin bule. Forțele de tensiune superficială care apar în filmul de săpun captează aerul pentru o perioadă de timp, similar modului în care o vezică de cauciuc reține aerul într-o minge de fotbal.
Tensiunea superficială apare la interfața dintre principalele faze, de exemplu, gazos și lichid, sau lichid și solid. Acest lucru se datorează direct faptului că particulele elementare ale stratului de suprafață al unui lichid suferă întotdeauna diferite forțe de atracție din interior și din exterior.
Acest proces fizic poate fi luat în considerare folosind exemplul unei picături de apă, în care lichidul se mișcă ca și cum ar fi într-o înveliș elastic. Aici, atomii stratului de suprafață al unei substanțe lichide sunt atrași de propriii lor vecini interni mai puternic decât de particule externe aer.
În general, tensiunea superficială poate fi explicată ca lucrul infinitezimal sau elementar $\sigma A$ care trebuie făcut pentru a crește suprafața totală a unui lichid cu o cantitate infinitezimală $dS$ la o temperatură constantă $dt$.
Mecanismul tensiunii superficiale în lichide
Figura 2. Mărimea scalară pozitivă. Autor24 - schimb online de lucrări ale studenților
Lichid, spre deosebire de solideși gaze, nu este capabil să umple întregul volum al vasului în care a fost plasat. Între vapori și substanța lichidă se formează o anumită interfață, care funcționează în condiții speciale față de alte mase lichide. Pentru un exemplu mai clar, luați în considerare două molecule $A$ și $B$. Particula $A$ este situată în interiorul lichidului în sine, molecula $B$ este situată direct pe suprafața sa. Primul element este înconjurat uniform de alți atomi ai lichidului, prin urmare forțele care acționează asupra moleculei de la particulele care cad în sfera interacțiunii intermoleculare sunt întotdeauna compensate, sau, cu alte cuvinte, puterea lor rezultată este zero.
Molecula $B$ este încadrată pe o parte de molecule lichide, iar pe de altă parte de atomi de gaz, a căror concentrație finală este semnificativ mai mică decât uniunea particule elementare lichide. Deoarece din partea lichidului molecula $B$ este afectată de mult mai multe molecule decât din lateral gaz ideal, rezultanta tuturor forțelor intermoleculare nu mai poate fi egalată cu zero, deoarece acest parametru este direcționat în interiorul volumului substanței. Astfel, pentru ca o moleculă din adâncimea lichidului să ajungă în stratul de suprafață, trebuie să se lucreze împotriva forțelor necompensate. Aceasta înseamnă că atomii de la nivelul suprafeței, în comparație cu particulele din interiorul lichidului, sunt echipați cu exces energie potenţială, care se numește energie de suprafață.
Coeficientul de tensiune superficială
Figura 3. Tensiunea superficială. Autor24 - schimb online de lucrări ale studenților
Definiția 2
Coeficientul de tensiune superficială este un indicator fizic care caracterizează un anumit lichid și este numeric egal cu raportul dintre energia de suprafață și aria totală a mediului liber al lichidului.
În fizică, unitatea de măsură SI de bază pentru coeficientul de tensiune superficială este (N)/(m).
Această valoare depinde direct de:
- natura lichidului (pentru elementele volatile precum alcoolul, eterul, benzina, coeficientul de tensiune superficială este semnificativ mai mic decât pentru elementele nevolatile - mercur, apă);
- temperatura substanței lichide (cu cât temperatura este mai mare, cu atât tensiunea superficială finală este mai mică);
- proprietățile unui gaz ideal la marginea unui lichid dat;
- prezența agenților tensioactivi stabili, cum ar fi praful de spălat sau săpunul, care pot reduce tensiunea superficială.
Nota 1
De asemenea, trebuie remarcat faptul că parametrul de tensiune superficială nu depinde de aria inițială a mediului lichid liber.
De asemenea, din mecanică se știe că stările neschimbate ale unui sistem corespund întotdeauna valorii minime a energiei sale interne. Ca urmare a acestui fapt proces fizic un corp lichid ia adesea o formă cu o suprafață minimă. Dacă lichidul nu este influențat de forțe străine sau efectul acestora este extrem de mic, elementele sale iau forma unei sfere sub forma unei picături de apă sau a unui balon de săpun. Apa începe să se comporte într-un mod similar atunci când este în gravitate zero. Lichidul se mișcă ca și cum factorii care contractează mediul dat acționează tangențial la suprafața sa principală. Aceste forțe se numesc forțe de tensiune superficială.
În consecință, coeficientul de tensiune superficială poate fi definit și ca modulul de bază al forței de tensiune superficială, care acționează în general pe unitatea de lungime a conturului inițial care delimitează mediul fluid liber. Prezența acestor parametri face ca suprafața unei substanțe lichide să arate ca o peliculă elastică întinsă, singura diferență fiind că forțele constante din film depind direct de zona sistemului său, iar forțele de tensiune superficială în sine sunt capabile. să lucreze independent. Dacă puneți un mic ac de cusut pe suprafața apei, cusătura se va îndoi și va împiedica să se scufunde.
Acţiune factor extern se poate descrie alunecarea insectelor ușoare, cum ar fi striders de apă, pe întreaga suprafață a rezervoarelor. Piciorul acestor artropode deformează suprafața apei, crescând astfel suprafața acesteia. Ca rezultat, apare o forță de tensiune superficială, care tinde să reducă o astfel de modificare a zonei. Forța rezultată va fi întotdeauna îndreptată exclusiv în sus, compensând în același timp efectul gravitației.
Rezultatul tensiunii superficiale
Sub influența tensiunii superficiale, cantități mici de mediu lichid tind să capete o formă sferică, care va corespunde în mod ideal la cea mai mică valoare. mediu. Abordarea unei configurații sferice se realizează cu atât mai mult, cu atât forțele gravitaționale inițiale sunt mai slabe, deoarece în picături mici forța de tensiune superficială este mult mai mare decât influența gravitației.
Tensiunea superficială este considerată una dintre cele mai importante caracteristici ale interfețelor de fază. Afectează direct formarea particulelor fine de corpuri fizice și lichide în timpul separării lor, precum și fuziunea elementelor sau bulelor în ceață, emulsii, spume și procese de aderență.
Nota 2
Tensiunea de suprafață stabilește forma viitoarelor celule biologice și părțile lor principale.
Modificarea forțelor acestui proces fizic afectează fagocitoza și procesele respirației alveolare. Datorită acestui fenomen, substanțele poroase pot reține cantități uriașe de lichid chiar și din vaporii de aer pentru o perioadă lungă de timp. . Aceste procese determină creșterea apei în sol, de-a lungul sistemului radicular al plantelor și mișcarea fluidelor biologice printr-un sistem de mici tubuli și vase.