Kľúčový rozdiel medzi súdržnosťou a povrchovým napätím je v tom, že súdržnosť popisuje medzimolekulové sily vyskytujúce sa medzi identickými molekulami, zatiaľ čo povrchové napätie popisuje elasticitu povrchu kvapaliny.
Povrchové napätie je vlastnosť kvapalín, ktorá vzniká v dôsledku kohéznych síl medzi rovnakými molekulami kvapalín. Súdržnosť možno opísať ako agregáciu podobných molekúl v dôsledku medzimolekulových príťažlivých síl medzi nimi.
Čo je súdržnosť?
Kohézia je typ medzimolekulovej sily, ktorá sa vyskytuje medzi dvoma identickými molekulami. Napríklad interakciu medzi molekulami vody možno pomenovať ako súdržnosť. Táto vlastnosť súdržnosti vo vode umožňuje molekulám vody pohybovať sa konzistentne (inými slovami, nepretržitý tok je udržiavaný kohéznymi silami). Okrem toho môžeme vysvetliť tvar dažďových kvapiek alebo existenciu vodných kvapiek namiesto jednotlivých molekúl pomocou konceptu súdržnosti.
Obrázok 01: Tvar kvapiek vody
Schopnosť vytvárať vodíkové väzby medzi molekulami vody je navyše hlavným dôvodom kohéznych síl molekúl vody. Každá molekula vody môže tvoriť štyri vodíkové väzby s inými molekulami vody; preto je zber príťažlivých síl oveľa silnejší. Elektrostatické sily a Van der Waalsove sily medzi podobnými molekulami tiež spôsobujú adhéziu. Priľnavosť v dôsledku Van der Waalsových síl je však o niečo slabšia.
Čo je povrchové napätie?
Povrchové napätie je jav, pri ktorom povrch kvapaliny, keď je kvapalina v kontakte s plynom, pôsobí ako tenká elastická vrstva. Tento výraz je užitočný iba vtedy, keď je kvapalina v kontakte s plynom (napr. keď je otvorená do normálnej atmosféry). Na druhej strane, termín „medzifázové napätie“je dôležitý pre vrstvu medzi dvoma kvapalinami.
Obrázok 02: Niektorý malý hmyz môže chodiť po hladine vody v dôsledku povrchového napätia
Navyše, príťažlivé sily medzi rôznymi chemickými druhmi spôsobujú, že sa molekuly kvapaliny spájajú. Tu sú molekuly kvapaliny na povrchu kvapaliny priťahované molekulami v strede kvapaliny. Ide teda o typ súdržnosti. Avšak príťažlivosť medzi molekulami kvapaliny a molekulami plynu v kontakte s kvapalinou (alebo adhéznymi silami) je zanedbateľná. To umožňuje tejto povrchovej vrstve tekutých molekúl pôsobiť ako elastická membrána. Táto povrchová vrstva tekutých molekúl je pod napätím, pretože nie je dostatok príťažlivých síl na vyváženie kohéznych síl, ktoré na ne pôsobia; preto sa tento stav nazýva povrchové napätie.
Vzorec na výpočet povrchového napätia:
Povrchové napätie (γ)=F/d
Vo vzorci vyššie je F povrchová sila a d je dĺžka, po ktorej povrchová sila pôsobí. Preto sa meranie povrchového napätia udáva jednotkou N/m (Newton na meter). Je to jednotka SI na meranie povrchového napätia.
Aký je rozdiel medzi súdržnosťou a povrchovým napätím?
Kľúčový rozdiel medzi súdržnosťou a povrchovým napätím je v tom, že súdržnosť popisuje medzimolekulové sily vyskytujúce sa medzi identickými molekulami, zatiaľ čo povrchové napätie opisuje vlastnosť pružnosti povrchu kvapaliny. Stručne povedané, povrchové napätie je možné pozorovať v dôsledku súdržnosti.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi súdržnosťou a povrchovým napätím.
Zhrnutie – Súdržnosť verzus povrchové napätie
V dôsledku súdržnosti je možné pozorovať povrchové napätie. Kľúčový rozdiel medzi súdržnosťou a povrchovým napätím je v tom, že súdržnosť popisuje medzimolekulové sily vyskytujúce sa medzi identickými molekulami, zatiaľ čo povrchové napätie opisuje vlastnosť elasticity povrchu kvapaliny.
