Hva eroverflatespenning av vann?
Overflatespenninger tendensen til flytende hvileflater til å krympe til et minimum mulig overflateareal. Overflatespenning gjør at gjenstander med høyere tetthet enn vann som barberblader og insekter (f.eks. vannstridere) kan flyte på en vannoverflate uten å bli delvis nedsenket.
Ved grensesnitt mellom væske og luft er overflatespenningen et resultat av den større tiltrekningen av væskemolekyler til hverandre (på grunn av kohesjon) enn til molekylene i luften (på grunn av adhesjon).
Det er to primære mekanismer i spill. Den ene er en innadgående kraft på overflatemolekylene som får væsken til å trekke seg sammen. For det andre er en tangentiell kraft parallelt med overflaten av væsken. Dettetangentiellkraft er generelt referert til som overflatespenningen. Nettoeffekten er at væsken oppfører seg som om overflaten var dekket med en strukket elastisk membran. Men denne analogien må ikke tas for langt da spenningen i en elastisk membran avhenger av mengden deformasjon av membranen mens overflatespenning er en iboende egenskap til væsken–luft ellervæske-dampgrensesnitt.
På grunn av den relativt høye tiltrekningen av vannmolekyler til hverandre gjennom en vev av hydrogenbindinger, har vann en høyere overflatespenning (72,8 millinewton (mN) per meter ved 20 grader) enn de fleste andre væsker. Overflatespenning er en viktig faktor i fenomenet kapillaritet.
Hvorfor bryter såpe vannoverflatespenningen?
Såpe bryter overflatespenningen til vann på grunn av dens molekylære struktur, som inneholder både hydrofobe (vannavvisende) og hydrofile (vanntiltrekkende) ender. Vannmolekyler på overflaten skaper en "hud" på grunn av kohesjonskrefter mellom dem, noe som fører til høy overflatespenning.
Når såpe tilsettes vann, blir de hydrofobe endene av såpemolekylene frastøtt av vann og presser seg til overflaten, mens de hydrofile endene forblir i vannet. Dette forstyrrer kohesive krefter mellom vannmolekyler på overflaten, og reduserer overflatespenningen. Som et resultat blir vannet mindre sammenhengende og sprer seg lettere ut, slik at det kan fukte overflater bedre.
