تعريف التوتر السطحي
التوتر مفهوم له عدة استخدامات ، أصله الاشتقاقي موجود في الكلمة اللاتينية زمن الفعل. يشير المعنى الأول المعترف به في قاموس الأكاديمية الملكية الإسبانية ( RAE) إلى حالة الجسم في خضم تأثير القوى المعارضة التي تمارس الجاذبية عليه. بهذا المعنى ، من الممكن إيجاد أنواع مختلفة من التوتر. في الجهد الكهربائي ، والذي يعرف باسم الجهد ، هو حجم يكشف عن الفرق في الجهد الكهربائي من نقطتين. وحدة قياس هذا الجهد تسمى الفولت. اسم آخر للجهد الكهربائي هو فرق الجهد ، ويمكننا أيضًا تعريفه على أنه الشغل لكل وحدة شحنة يمارسها مجال كهربائي على جسيم مشحون ، لنقله من موضع إلى آخر. دعونا لا ننسى أنه في مجال الفيزياء ، يُعرَّف مصطلح "الشغل" على أنه يغير حالة حركة الجسم. و الجهد من البخار ، وفي الوقت نفسه، هو الضغط من الطور الغازي على السائل عند درجة حرارة معينة التي مرحلتين (الغازية والسائلة) هي في حالة توازن ديناميكي. بمعنى آخر ، يوفر ضغط البخار معلومات حول الميل لتبخر سائل معين. بالنظر إلى مثال محدد ، من الصحيح أن نقول إن قيمة ضغط البخار لدرجة حرارة الغليان تعادل قيمة الضغط المحيط. بالنسبة للوقود ، يعد هذا المفهوم مهمًا جدًا ، نظرًا لأنه له تأثير كبير على جودة الكربنة ، على احتمال تكوين قفل البخار (مشكلة تحدث عندما يتحول الوقود السائل إلى حالة غازية داخل نظام الوقود) وإمكانية بدء تشغيل المركبة في درجات حرارة منخفضة.
Books مفهوم التوتر السطحى - Noor Library
وتربط هذه القوى جزيئات السطح معًا ، على الرغم من أن هذا الربط ضعيف ، ومن السهل جدًا كسر سطح السائل بعد كل شيء ، إلا أنه يظهر بطرق عديدة. أمثلة على التوتر السطحي قطرات من الماء عند استخدام قطارة الماء ، لا يتدفق الماء في تيار مستمر ، بل في سلسلة من القطرات ، وسبب القطرات هو التوتر السطحي للماء ، السبب الوحيد في أن قطرة الماء ليست كروية تمامًا ، هو أن قوة الجاذبية تتساقط عليها ، في حالة عدم وجود الجاذبية ، فإن الهبوط سيقلل من مساحة السطح لتقليل التوتر ، مما يؤدي إلى شكل كروي مثالي. [2] حشرات تمشي على الماء العديد من الحشرات قادرة على المشي على الماء ، مثل ستردير المياه ، وتتشكل أرجلهم لتوزيع وزنهم ، مما يتسبب في انخفاض سطح السائل ، مما يقلل من الطاقة الكامنة لخلق توازن القوى ، بحيث يمكن للمرور أن يتحرك عبر سطح الماء ، دون اختراق السطح ، وهذا مشابه من حيث المفهوم لارتداء أحذية الثلوج ، والتي تستخدم للمشي عبر الانحدارات الثلجية العميقة ، دون أن تغوص قدميك. إبرة (أو مشبك ورق) تطفو على الماء على الرغم من أن كثافة هذه الأجسام أكبر من الماء ، فإن التوتر السطحي على طول الاكتئاب ، يكفي لمواجهة قوة الجاذبية المتساقطة على الجسم المعدني.
إخماد شمعة مع فقاعة صابون من التوتر السطحي المواد المطلوبة: شمعة مضاءة (ملاحظة: لا تلعب مع المباريات دون موافقة الوالدين والإشراف). قمع. المنظفات أو محلول فقاعات الصابون. ضع إبهامك على الطرف الصغير من القمع ، أحضره بعناية نحو الشمعة ، أزل إبهامك ، وسيتسبب شد سطح فقاعة الصابون في الانقباض ، مما يجبر الهواء على الخروج من القمع ، يجب أن يكون الهواء الذي أخرجته الفقاعة كافيًا لإطفاء الشمعة. ---
نحضر حلقة من سلك معدنى نصف قطره بضعة سنتيمترات و نربط بها خيط له عروة بحيث يكون طول الخيط و العروة أكبر من قطر الحلقة المعدنية. نغمس هذه المجموعة فى محلول صابون ثم نرفعها بحرص. نلاحظ تكون طبقة رقيقة من محلول الصابون داخل الحلقة و تأخذ عروة الخيط شكلا عشوائيا غير محدد كما فى الشكل. و الآن بواسطة دبوس جاف نعمل ثقبا فى غشاء الصابون الموجود داخل العروة فيزال الجزء من غشاء الصابون داخل العروة و تأخذ العروة شكلا دائريا و يشد الخيط المكون لها فى اتجاه الحلقة المعدنية و يتناقص الجزء المتبقى من غشاء الصابون. و تفسير هذه المشاهدة هو أنه فى الحالة الأولى كان الخيط المكون للعروة متأثرا عند كل نقطة من نقاطه بقوى متزنة أى متساوية على الجانبين و محصلتها صفرا و لذلك اتخذ الخيط شكلا غير محدد. أما عند نزع غشاء الصابون الموجود داخل العروة فأصبحت القوى المؤثرة على الخيط هى تلك القوى السطحية المؤثرة على الخيط إلى الخارج وواضح أن هذه القوى تؤثر عند كل نقطة من نقاط الخيط عموديا عليه بحيث أخذ الخيط الشكل الدائرى حتى تكون القوى المؤثرة علي دائما متعامدة عليه و مماسية لسطح السائل و هذه القوى تعمل على إنقاص مساحة سطح غشاء الصابون.
ظاهرة التوتر السطحي
ببطء ، ومع يد ثابتة ، أحضر الأرباع واحدًا تلو الآخر إلى مركز الزجاج ، ضع الحافة الضيقة للربع في الماء واتركه ، (هذا يقلل من اضطراب السطح ، ويتجنب تكوين موجات غير ضرورية يمكن أن تسبب تجاوزًا) ، مع استمرارك في المزيد من الأرباع ، ستندهش من الطريقة التي يصبح بها الماء محدبًا فوق الزجاج ، دون أن يفيض! والمتغير المحتمل: قم بإجراء هذه التجربة باستخدام نظارات متطابقة ، ولكن استخدم أنواعًا مختلفة من العملات المعدنية في كل كوب ، واستخدم نتائج العدد الذي يمكنه الدخول إليه ، لتحديد نسبة أحجام العملات المعدنية المختلفة. إبرة عائمة المواد المطلوبة: شوكة (البديل 1). قطعة من المناديل الورقية (البديل 2) ابرة خياطة. كوب مملوء بالماء البديل 1 خدعة ضع الإبرة على الشوكة ، ثم اخفضها برفق في كأس الماء ، اسحب الشوكة بعناية ، ومن الممكن ترك الإبرة تطفو على سطح الماء ، تتطلب هذه الخدعة يدًا ثابتة حقيقية ، وبعض الممارسة ، لأنه يجب عليك إزالة الشوكة بطريقة لا تبتل فيها أجزاء من الإبرة ، أو ستغرق الإبرة ، كما يمكنك فرك الإبرة بين أصابعك مسبقًا بالزيت ، مما يزيد من فرص نجاحك. البديل 2 خدعة ضع إبرة الخياطة على قطعة صغيرة من المناديل الورقية (كبيرة بما يكفي لحمل الإبرة) ، ويتم وضع الإبرة على المناديل الورقية ، وسوف تنقع المناديل الورقية بالماء ، وتغوص في قاع الزجاج ، تاركة الإبرة تطفو على السطح.
- دور ارضي للايجار بالرياض حي المنصورة وفئة الغرباء
- تعريف التوتر السطحي
- تعريف التوتر السطحي - كلمات - 2022
- Books مفهوم التوتر السطحى - Noor Library
- تفسير حلم رؤية الفأر في المنام للعزباء والمتزوجة والحامل - ايوا مصر
- مدرسه صلاح الدين الايوبي الخاص
هذه الطاقة مطلوبة لأن السوائل تمارس مقاومة عند زيادة السطح. ينشأ التوتر السطحي من القوى التي تعمل على ربط جزيئات السوائل. هذه القوى ليست متساوية على السطح وداخل السائل ، على الرغم من أنها تنتهي في المتوسط إلى الإلغاء. نظرًا لأن جزيئات السطح لديها المزيد من الطاقة ، فإن النظام يميل إلى تقليل إجمالي الطاقة من تقليل جزيئات السطح ؛ بهذه الطريقة ، يتم تقليل مساحة السائل إلى الحد الأدنى. تشير إحدى خصائص التوتر السطحي إلى أنه نظرًا لأن السائل لديه قوى تماسك أكبر ، فسيكون له توتر سطحي أكبر. على أي حال ، يجب مراعاة أن التوتر السطحي مرتبط بدرجة الحرارة والوسط وطبيعة السائل. يمكننا أن نفهم التوتر السطحي كنوع من الغشاء المرن الذي يجعل من الصعب "دخول" السائل. نتيجة لهذه الظاهرة ، فإن بعض الحشرات لديها إمكانية الهبوط على الماء دون أن تغرق. بالإضافة إلى كل ما هو مذكور ، لا يمكننا تجاهل وجود قياسات مختلفة لماهية التوتر السطحي للسائل. ومع ذلك ، تُعرف إحدى الطرق الأكثر انتشارًا والمستخدمة باسم طريقة Du Nouy ، والتي يتم إجراؤها باستخدام "أداتين" مهمتين مثل ورقة السائل المعني وحلقة من الألومنيوم. بدءًا من هذه العناصر ، يتم الحساب مع مراعاة المعلمات مثل القوة أو قطر الحلقة المذكورة.
سورفاكتانت هي الكلمة التي تجمع بين المصطلح "عامل نشط سطحيا". المواد السطحية أو tensides هي أنواع كيميائية تعمل كعوامل ترطيب لخفض التوتر السطحي للسائل وتسمح بزيادة الانتشار. هذا يمكن أن يكون في واجهة السائل السائل أو واجهة الغاز السائل. التركيب السطحي تكون جزيئات الفاعل بالسطح عادة مركبات عضوية تحتوي على مجموعات مسعورة أو "ذيول" ومجموعات محبة للماء أو "رؤوس". هذا يسمح للجزيء بالتفاعل مع كل من الماء (جزيء قطبي) والزيوت (وهي غير قطبية). تشكل مجموعة من جزيئات الفاعل بالسطح جزيئات صغيرة. micelle هي بنية كروية. في micelle ، تواجه ذيول مسعور أو محبة للدهون إلى الداخل ، في حين أن رؤوس hydrophilic تواجه الخارج. يمكن احتواء الزيوت والدهون داخل كرة الميكريل. أمثلة السطحي ستيرات الصوديوم هي مثال جيد على الفاعل بالسطح. وهو الفاعل بالسطح الأكثر شيوعا في الصابون. عامل تكاثر سطحي آخر هو 4- (5-dodecyl) benzenesulfonate. وتشمل الأمثلة الأخرى docusate (dioctyl sodium sulfosuccinate) ، وفوسفات الألكيل الأثير ، وكلوريد benzalkaonium (BAC) ، وفلوريد فلورو أوكتان السلفونات (PFOS). يوفر السطحي الرئوي طلاء على سطح الحويصلات الهوائية في الرئتين.
قيم التوتر السطحي تتفاوت قيم التوتر السطحي بين عدد من السوائل عند درجات حرارة معينة؛ فمثلاً تصل قيمة التوتر السطحي للماء إلى (20°C 72. 86±0. 05)، بينما يتخذ البنزين مثلاً قيمة (20°C 28. 88)، بينما تصل قيمة التوتر السطحي في الزئبق إلى نحو (20°C 486. 5). تطبيقات على ظاهرة التوتر السطحي قدرة الحشرات على السير فوق سطح الماء. اتخاذ قطرة الماء للشكل الكروي أو شبه الكروي؛ ويفسر ذلك بأن للسائل قدرة على المحافظة على مستوى الطاقة الأقل على الإطلاق من خلال تضييق مساحة السطح الخارجية، فمثلاً الكرة هي الأقل مساحة بين الأشكال الهندسية، وبالتالي فإن للسائل القدرة على الحفاظ على مستوى الطاقة الأقل. نُلاحظ عند سكب كمية من الماء فوق سطح شمعي أو سطح مصنوع من النايلون بأنه لا يتبللّ؛ نظراً لوجود فرق كبير بين قوى التجاذب في جزيء السائل وقوى الالتصاق بين السائل والسطح، وبالتالي ينتشر الماء فوق السطح إثر ارتفاع قيمة قوى التجاذب الموجودة بين الماء لأكثر من تلك الموجودة في السطح. طرق قياس التوتر السطحي بحكم اعتبار أن ظاهرة التوتر سطحي ظاهرة فيزيائية؛ فلا بد أن تُقاس بالاعتماد على إحدى الطرق الخاصة بقياس السوائل، وما يتعلق بها من ظواهر؛ فتستخدم خاصية الأنابيب الشعرية capillary tubes ، حيث تعتمد على العلاقة الرياضية (t= 1/2dgr (h+1/3r)) ، حيث يشير h إلى ارتفاع السائل في قلب الأنبوبة الشعرية؛ ويرمز r إلى نصف قطر الأنبوبة؛ أما t فهي التوتر السطحي للسائل المستخدم؛ بينما يرمز d إلى كثافة السائل، أما g فهي عجلة الجاذبية الأرضية.
التوتّر السطحي فيزيائياً يُشار للتوتّر السطحي بالرموز σ, γ أو T، ويعبّر فيزيائياً عن القوة المؤثّرة عموديّاً على طول خط عمل وحدة القوى الموازية للسطح. وتُقاس قيمة التوتّر السطحي بوحدة نيوتن لكل متر. وتعبّر الديناميكا الحرارية عن التوتّر السطحي بأنّه الشغل المبذول لوحدة المساحات. و يعتمد التوتّر السطحي على عامليين، هما: نوع السائل: حيث إنّ هناك سوائل ذات توتّر سطحي أعلى من السوائل الأخرى. درجة الحرارة: فكلّما ارتفعت درجة حرارة السائل يقل التوتر السطحي المتشكّل على السطح، وينعدم التوتر السطحي نهائياً عندما ترتفع درجة حرارة السائل إلى درجة غليانه. طريقة قياس التوتر السطحي يُمكن قياس التوتّر السطحي من خلال استخدام الأنابيب الشعرية، حيث يُقاس ارتفاع السائل داخل هذه الأنابيب، ويُحدد نصف قطر الأنبوبة الشعرية من خلال العلاقة الرياضية الآتية: (T=2/dgr(h+1/3r، حيث إنّ: t: هو التوتّر السطحي للسائل. d: كثافة السائل. g: الجاذبية الأرضية. h: ارتفاع السائل داخل الأنابيب الشعرية. r: نصف قطر الأنبوب الشعري. كما أنّ هناك جداول فيزيائيّة خاصّة يوجد فيها قيم التوتّر السطحي لسوائل معينة عند تلامسها مع سطوح أخرى، مما يسهّل الحصول على قيمة التوتّر السطحي.
فإذا وضعنا كمية من الزئبق فى إناء زجاجى صغير نجد سطح الزئبق عند نقطة التقائه مع جدار الإناء ينخفض عن بقية أجزاء السطح و يتحدب السطح الحر للزئبق. كذلك إذا سكبنا قطرة من الزئبق على سطح لوح زجاجى أملس نظيف نجد أن قطرة الزئبق تتكور أى أنه فى كلا الحالتين نجد أن جزيئات الزئبق تحاول أن تبتعد عن جزيئات الزجاج التى وجدت بجوارها و بصيغة أخرى فإن قوى التماسك بين جزيئات الزئبق بعضها البعض أكبر من قوى الإلتصاق بين الزئبق و الزجاج. و الآن إذا رسمنا المماس لسطح السائل عند نقطة تماسه مع سطح الصلب الملامس له أى سطح الإناء الذى يحتويه فإن الزاوية بين السطح الصلب الملامس للسائل حتى المماس لسطح السائل عند تلامسه مع سطح الصلب تسمى زاوية التماس أى أن: زاوية التماس: هى الزاوية فى باطن السائل بين سطح الجسم الصلب و المماس لسطح السائل عند موضع تقابله معه. و قد تكون زاوية التماس اكبر من 90 5 كما فى حالة الزئبق و الزجاج (137 درجة) و قد تكو أقل من 90 درجة كما فى حالة الماء و الزجاج غير النظيف أما إذا كان الزجاج نظيفا فإن زاويه التماس مع الماء تساوى الصفر و يقال أن الماء يبلل الزجاج تماما. و يظهر ذلك جيدا إذا وضعنا كمية من الماء فى أنبوبة زجاجية أو مخبار فإن قوى الماسك بين جزيئات الماء تكون أقل من قوى الإلتصاق بينها و بين جزيئات الزجاج فيغلب تأثير قوى الإلتصاق و يؤدى هذا إلى إنتشار سطح الماء على سطح الزجاج و من ثم يرتفع سطح الماء عند تلامسه لجدار الأنبوبة و يتقعر السطح الحر له و تكون زاوية التماس حادة.