Mikä onveden pintajännitys?
Pintajännityson nestemäisten lepopintojen taipumus kutistua mahdollisimman pieneksi pinta-alaksi. Pintajännityksen ansiosta esineet, joiden tiheys on suurempi kuin vesi, kuten partakoneen teriä ja hyönteisiä (esim. vesijuoksuja), voivat kellua veden pinnalla joutumatta edes osittain veden alle.
Neste-ilma-rajapinnoissa pintajännitys johtuu nestemolekyylien suuremmasta vetovoimasta toisiinsa (koheesion vuoksi) kuin ilmassa oleviin molekyyleihin (adheesion vuoksi).
Pelissä on kaksi päämekanismia. Yksi on pintamolekyylien sisäänpäin vaikuttava voima, joka saa nesteen supistumaan. Toinen on tangentiaalinen voima, joka on samansuuntainen nesteen pinnan kanssa. Tämätangentiaalinenvoimaa kutsutaan yleisesti pintajännitykseksi. Nettovaikutus on, että neste käyttäytyy ikään kuin sen pinta olisi peitetty venytetyllä elastisella kalvolla. Mutta tätä analogiaa ei pidä viedä liian pitkälle, koska jännitys elastisessa kalvossa riippuu kalvon muodonmuutoksen määrästä, kun taas pintajännitys on nesteen luontainen ominaisuus.–ilmaa taineste-höyrykäyttöliittymä.
Vesimolekyylien suhteellisen voimakkaan vetovoiman vuoksi toisiaan vetysidosverkon kautta, vedellä on suurempi pintajännitys (72,8 miliwtonia (mN) metriä kohti 20 asteessa) kuin useimmilla muilla nesteillä. Pintajännitys on tärkeä tekijä kapillaarisuusilmiössä.
Miksi saippua rikkoo veden pintajännitystä?
Saippua rikkoo veden pintajännityksen molekyylirakenteensa ansiosta, joka sisältää sekä hydrofobisia (vettä hylkiviä) että hydrofiilisiä (vettä puolevia) päitä. Pinnalla olevat vesimolekyylit luovat "ihon" niiden välisten koheesiovoimien vuoksi, mikä johtaa korkeaan pintajännitykseen.
Kun saippuaa lisätään veteen, vesi hylkii saippuamolekyylien hydrofobiset päät ja työntää tiensä pintaan, kun taas hydrofiiliset päät jäävät veteen. Tämä häiritsee pinnalla olevien vesimolekyylien välisiä koheesiovoimia, mikä vähentää pintajännitystä. Seurauksena on, että vedestä tulee vähemmän yhtenäistä ja leviää helpommin, jolloin se kastelee pintoja paremmin.
