Sự khác biệt giữa sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt

Sức căng bề mặt so với năng lượng bề mặt

Sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt là hai khái niệm rất quan trọng được thảo luận trong vật lý. Các khái niệm về sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như cơ học chất lỏng, động lực học chất lỏng, khí động học và các lĩnh vực khác. Sức căng bề mặt là lực liên phân tử ròng trên các phân tử bề mặt của chất lỏng. Năng lượng bề mặt là năng lượng liên quan của các liên kết này. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt là gì, ứng dụng của chúng, định nghĩa về sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt, điểm tương đồng của chúng và cuối cùng là sự khác biệt giữa sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt.

Sức căng bề mặt

Xét một chất lỏng đồng nhất. Mỗi phân tử trong các phần trung tâm của chất lỏng có lượng lực chính xác như nhau kéo nó sang mọi phía. Các phân tử xung quanh đang kéo phân tử trung tâm đồng đều trên mọi hướng. Bây giờ hãy xem xét một phân tử bề mặt. Nó chỉ có lực tác động lên nó đối với chất lỏng. Các lực dính không khí - lỏng thậm chí không mạnh bằng các lực dính lỏng - lỏng. Vì vậy, các phân tử bề mặt bị thu hút về phía trung tâm của chất lỏng, tạo ra một lớp phân tử đóng gói. Lớp phân tử bề mặt này hoạt động như một lớp màng mỏng trên chất lỏng.

Nếu chúng ta lấy một ví dụ thực tế về máy kéo nước, nó sử dụng lớp màng mỏng này để đặt chính nó lên bề mặt nước. Nó trượt trên lớp bề mặt này. Nếu không có lớp bề mặt này, nó sẽ bị chết đuối ngay lập tức.

Sức căng bề mặt được định nghĩa là lực song song với bề mặt vuông góc với đường thẳng đơn vị được vẽ trên bề mặt. Đơn vị của sức căng bề mặt là Nm^-1. Sức căng bề mặt cũng được định nghĩa là năng lượng trên một đơn vị diện tích. Điều này cũng mang lại sức căng bề mặt cho các đơn vị mới Jm^-2.  Sức căng bề mặt xảy ra giữa hai chất lỏng bất biến được gọi là sức căng liên vùng.

Năng lượng bề mặt

Năng lượng bề mặt và sức căng bề mặt là hai khái niệm liên kết với nhau. Các phân tử trên bề mặt chất lỏng được đóng gói do lực liên phân tử không cân bằng hơn các phân tử ở trung tâm. Điều này có nghĩa là có mật độ năng lượng cao ở bề mặt của chất lỏng.

Năng lượng bề mặt có thể được định nghĩa là sự khác biệt năng lượng giữa phần lớn vật liệu và bề mặt của vật liệu. Năng lượng bề mặt được định nghĩa là năng lượng bề mặt trên một đơn vị diện tích bề mặt. Năng lượng bề mặt trên một đơn vị diện tích giống hệt với sức căng bề mặt đo được. Đơn vị năng lượng bề mặt là Jm^-2. Khi năng lượng bề mặt được cung cấp bởi một nguồn bên ngoài, chất lỏng được cho là sủi bọt.

Sức căng bề mặt so với năng lượng bề mặt

• Sức căng bề mặt có đơn vị là Nm^-1 và Jm^-2 trong khi năng lượng bề mặt có đơn vị Jm^-2.

• Sức căng bề mặt được đo dọc theo một đường trong khi năng lượng bề mặt được đo dọc theo một khu vực.