Odpowiedzi

2009-06-01T14:58:38+02:00
Napięcie powierzchniowe, w fizykochemii napięcie międzyfazowe panujące na granicy ośrodka gazowego i cieczy. Naturalna skłonność powierzchni do kurczenia się, spowodowana siłami wciągającymi cząsteczki powierzchniowe do wnętrza. Ilościowo napięcie powierzchniowe jest równe pracy potrzebnej do powiększenia powierzchni o 1 cm2. W wyniku działania napięcia powierzchniowego wszędzie, gdzie powierzchnia jest zakrzywiona, ciśnienie po stronie wklęsłości jest większe niż po stronie wypukłości. Powoduje to podnoszenie się cieczy zwilżających ścianki w cienkich rurkach (kapilarne zjawiska).


Gdy wydmuchamy przez słomkę bańkę mydlaną i pozostawimy ją na słomce z nie uszczelnionym otworem, zauważymy, że bańka zmniejsza objętość - kurczy się. Ponieważ w tym wypadku ciśnienie powietrza wewnątrz i zewnątrz bańki jest jednakowe, powodem kurczenia się musi być siła dodatkowa. Siłę tę stanowi napięcie powierzchniowe.

Napięcie powierzchniowe można określić jako siłę, której trzeba użyć, aby móc zwiększyć powierzchnię cieczy. Są to siły międzycząsteczkowe występujące na powierzchni cieczy, np. masy szklanej. Pod działaniem napięcia powierzchniowego ciecze dążą do zajęcia jak najmniejszej powierzchni w stosunku do swojej objętości, przybierając w małych ilościach kształt kulisty (kropla). Sile tej mogą jednak przeciwstawiać się siły uboczne, a przede wszystkim siła ciążenia, która, jeśli będzie większa od siły napięcia powierzchniowego danej cieczy, spowoduje rozlanie się jej po powierzchni podłoża lub utworzenie strumienia (np. podczas wylewania się cieczy z naczynia).

Zrozumiałe jest więc znaczenie napięcia powierzchniowego w produkcji szkła. Podczas topienia masy szklanej zmniejszenie napięcia powierzchniowego ułatwia topienie, polepsza jednorodność masy i przyspiesza wydostawanie się z niej pęcherzyków gazów, czyli klarowania masy. Napięcie powierzchniowe stopionej masy szklanej odgrywa także poważną rolę w wytwarzaniu wyrobów. Decyduje ono o tworzeniu się odpowiednich kropli masy w zasilaczach automatów, umożliwia nawijanie masy na piszczel lub nabierak, a także rozciąganie masy w rurkę, pręt, drut, nitkę lub włókno. Jednakże duże stosunkowo napięcie powierzchniowe masy szklanej utrudnia formowanie kształtów o ostrych krawędziach, a także wyciskanie w niej wszelkiego rodzaju napisów, znaków lub deseni o wyraźnych zarysach. We wszystkich tych wypadkach duże napięcie powierzchniowe masy szklanej powoduje zaokrąglenie krawędzi kształtowanych wyrobów lub wytłoczeń.

Za symbol napięcia powierzchniowego przyjęto grecką literę σ (sigma mała). Jednostkami miary napięcia powierzchniowego są: niuton na metr (N/m) w układzie SI lub dyna na centymetr (dyn/cm); 1 dyn/cm = 10-3N/m.

Wartość napięcia powierzchniowego zależy od składu chemicznego szkła, jednak, jak widać, w niewielkim zakresie. Napięcie powierzchniowe szkła zwiększają tlenki: Al2O3, MgO, CaO, FeO, natomiast zmniejszają je tlenki: K2O, PbO, Sb2O3. Wartość napięcia powierzchniowego zmniejszają także bardzo wydajnie tlenki: V2O3, MoO3, WO3 dotychczas rzadko stosowane w szklarstwie.





1 1 1