Oppervlaktespanning versus grensvlakspanning
Zowel oppervlaktespanning als grensvlakspanning zijn effecten op basis van vloeistoffen. Beide effecten vinden plaats als gevolg van de onevenwichtige intermoleculaire krachten tussen de vloeistof- of oplossingsmoleculen. We zien deze effecten in het dagelijks leven in de vorm van vele gebeurtenissen, zoals druppelvorming, onmengbaarheid van vloeistoffen, capillaire werking, zeepbellen en tranen van wijn en zelfs het drijven van de waterstrijder. Beide acties spelen een belangrijke rol in onze dagelijkse activiteiten zonder dat we zelfs maar weten dat ze bestaan. U zou bijvoorbeeld geen emulsiemengsel kunnen mengen als deze theorieën er niet zijn.
Oppervlaktespanning
Overweeg een vloeistof, die homogeen is. Elk molecuul in de centrale delen van de vloeistof heeft precies dezelfde kracht die het naar alle kanten trekt. De omringende moleculen trekken het centrale molecuul gelijkmatig in alle richtingen. Beschouw nu een oppervlaktemolecuul. Het heeft alleen krachten die erop inwerken in de richting van de vloeistof. De lucht-vloeistof-adhesiekrachten zijn zelfs bij lange na niet sterk als de vloeistof-vloeistof-cohesiekrachten. Dus de oppervlaktemoleculen worden aangetrokken naar het midden van de vloeistof, waardoor een gepakte laag moleculen ontstaat. Deze oppervlaktelaag van moleculen werkt als een dunne film op de vloeistof. Als we het echte voorbeeld van de waterstrider nemen, gebruikt deze deze dunne film om zichzelf op het wateroppervlak te plaatsen. Het glijdt over deze laag. Als deze laag er niet was geweest, zou hij onmiddellijk zijn verdronken. Oppervlaktespanning wordt gedefinieerd als de kracht evenwijdig aan het oppervlak loodrecht op een lijn van een eenheidslengte die op het oppervlak is getekend. De eenheden van oppervlaktespanning zijn Nm-1. Oppervlaktespanning wordt ook gedefinieerd als energie per oppervlakte-eenheid. Dit geeft ook oppervlaktespanning nieuwe eenheden Jm-2.
Grensvlakspanning
Grensvlakspanning wordt alleen gedefinieerd voor niet-mengbare vloeistoffen. Zoals de naam doet vermoeden, is het van toepassing op het grensvlak van de twee niet-mengbare vloeistoffen. Dezelfde theorie van oppervlaktespanning is ook hier van toepassing. Het enige verschil tussen grensvlakspanning en oppervlaktespanning is het vloeistof - vloeistof grensvlak in plaats van het vloeistof - lucht grensvlak. Grensvlakspanning kan worden gebruikt om de onmengbaarheid van deze twee vloeistoffen te beschrijven. Overweeg de interface tussen de vloeistoffen. Op de moleculen op het eerste oppervlak werken krachten van de eerste vloeistof en van de oppervlaktemoleculen van de tweede vloeistof en vice versa. Als de kracht op de oppervlaktemoleculen van de eerste vloeistof (cohesiekrachten) gelijk is aan de kracht van het tweede oppervlak (adhesiekrachten) zullen deze twee vloeistoffen zich vermengen. Als deze krachten ongelijk zijn, zullen deze vloeistoffen niet mengen.
Verschil tussen oppervlaktespanning en grensvlakspanning
Het belangrijkste verschil tussen deze twee zijn de plaatsen waar het voorkomt. Oppervlaktespanning wordt gedefinieerd voor een enkel vloeistofoppervlak, terwijl de grensvlakspanning wordt gedefinieerd voor het grensvlak van twee niet-mengbare vloeistoffen. Oppervlaktespanning is eigenlijk een afleiding van grensvlakspanning waarbij de kracht van het tweede oppervlak verwaarloosbaar of nul is.
