Yüzey Gerilimi ve Yüzey Enerjisi
Yüzey gerilimi ve yüzey enerjisi, fizikte tartışılan çok önemli iki kavramdır. Yüzey gerilimi ve yüzey enerjisi kavramları, akışkanlar mekaniği, akışkanlar dinamiği, aerodinamik ve diğer çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüzey gerilimi, bir sıvının yüzey molekülleri üzerindeki net moleküller arası kuvvettir. Yüzey enerjisi bu bağların ilgili enerjisidir. Bu yazıda yüzey gerilimi ve yüzey enerjisinin ne olduğunu, uygulamalarını, yüzey gerilimi ve yüzey enerjisinin tanımlarını, benzerliklerini ve son olarak yüzey gerilimi ile yüzey enerjisi arasındaki farkı tartışacağız.
Yüzey Gerilimi
Homojen bir sıvı düşünün. Sıvının merkezindeki her molekül, sıvıyı her tarafa çeken aynı miktarda kuvvete sahiptir. Çevredeki moleküller, merkezi molekülü her yöne eşit olarak çekiyor. Şimdi bir yüzey molekülü düşünün. Sadece sıvıya doğru etki eden kuvvetleri vardır. Hava-sıvı yapışma kuvvetleri, sıvı-sıvı yapışma kuvvetleri kadar güçlü bile değildir. Böylece, yüzey molekülleri sıvının merkezine doğru çekilir ve paketlenmiş bir molekül tabakası oluşturur. Moleküllerin bu yüzey tabakası sıvı üzerinde ince bir film gibi davranır.
Bir su geyiğinin gerçek hayattan bir örneğini alırsak, kendini suyun yüzeyine yerleştirmek için bu ince filmi kullanır. Bu yüzey tabakası üzerinde kayar. Bu yüzey tabakası olmasaydı hemen boğulurdu.
Yüzey gerilimi, yüzeye çizilen birim uzunluktaki bir çizgiye dik olan yüzeye paralel kuvvet olarak tanımlanır. Yüzey geriliminin birimleri Nm-1'dir. Yüzey gerilimi, birim alan başına enerji olarak da tanımlanır. Bu aynı zamanda yüzey gerilimine yeni birimler verir. Jm-2 Karışmayan iki sıvı arasında oluşan yüzey gerilimi, arayüzey gerilimi olarak bilinir.
Yüzey Enerjisi
Yüzey enerjisi ve yüzey gerilimi birbirine bağlı iki kavramdır. Bir sıvının yüzeyindeki moleküller, merkezdeki moleküllere göre dengesiz moleküller arası kuvvetler nedeniyle paketlenir. Bu, bir sıvının yüzeyinde yüksek bir enerji yoğunluğu olduğu anlamına gelir.
Yüzey enerjisi, malzemenin kütlesi ile malzemenin yüzeyi arasındaki enerji farkı olarak tanımlanabilir. Yüzey enerjisi, birim yüzey alanı başına yüzey enerjisi olarak tanımlanır. Birim alan başına yüzey enerjisi, ölçülen yüzey gerilimi ile aynıdır. Yüzey enerjisinin birimleri Jm-2'dir. Yüzey enerjisi harici bir kaynak tarafından sağlandığında, sıvının köpürdüğü söylenir.
Yüzey Gerilimi ve Yüzey Enerjisi
