Yüzey Gerilimi Nedir?

08 Ağustos 2017 13:38

Bir kapta bulunan sıvı molekülleri, birbirine çekme kuvveti yani kohezyon kuvveti uygular. Sıvı yüzeyindeki molekülleri çevreleyen moleküller sıvının içindekilere nazaran çok daha azdır. Bu nedenle sıvı içindeki moleküller her yöne, moleküller arası kuvvet eşit olacak şekilde çekilirler. Bu da çok sayıda molekülün sıvı içine gitmesini, az sayıda molekülün yüzeyde kalmasını sağlar.

Bunun sonucunda birbirine daha sağlam tutunan moleküller yüzeyde dirençli ve esnek bir katman oluşturur. Bu olaya yüzey gerilimi denir.

Şekilde çekirgenin su yüzeyinde kalabilmesi yüzey gerilimi deneyi olarak düşünülebilir.

yüzey gerilimi nedir

Yüzey geriliminin birimi N/m (Newton/metre) şeklindedir.

Yüzey Gerilimini Etkileyen Faktörler

Yüzey geriliminin büyüklüğü; sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığa bağlıdır.

Sıvının Cinsi

Yüzey geriliminin büyüklüğü sıvıyı oluşturan moleküllerin özelliğine göre değişiklik gösterir. Her sıvının kendine özgü yüzey gerilim katsayısı vardır. Tabloda bazı sıvıların 20°C deki yüzey gerilim katsayıları verilmiştir. Cıva hariç (erimiş maden) verilen sıvılar içinde yüzey gerilim katsayısı en büyük olan sudur.

Bazı sıvıların yüzey gerilim katsayıları
Sıvı (20° C) Yüzey gerilimi (N/m)
Su 0,073
Gliserin 0,063
Cıva 0,44
Benzin 0,022
Amonyak 0,021
Gaz yağı 0,028

Sıvının Sıcaklığı

Sıcaklık artarsa sıvının yüzey gerilimi azalır. Çünkü sıcaklıkla artan moleküler hareket, sıvı molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetini zayıflatır ve yüzey gerilimi azalır. Tabloda suyun üç farklı sıcaklıktaki yüzey gerilim katsayıları verilmiştir. Görüldüğü gibi sıcaklık arttıkça suyun yüzey gerilimi azalmaktadır.

Farlı sıcaklıklarda suyun yüzey gerilimi
Sıcaklık (°C) Yüzey gerilimi (N/m)
0 0,076
20 0,073
100 0,059

Sıvının Saflığı

Sıvı içine başka bir madde eklendiğinde sıvının saflığı bozulur.

Suya tuz eklendiğinde; tuz moleküllerinin suyun içinde yayılması yani yoğunluğunun artması, su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetini artıracağından suyun yüzey gerilimi artar.

Evimizde temizlik maddesi olarak kullandığımız sıvı veya toz şeklindeki çamaşır ve bulaşık deterjanları, şampuanlar ve sabunlar suyun yüzey gerilimini azaltır. Yüzey gerilimi azalınca su molekülleri maddeyi daha çok ıslatır ve kirlere daha kolay nüfuz eder. Sıcaklık da yüzey gerilimini azalttığına göre sıcak su ile deterjan bir araya gelirse istenilen temizliğe ulaşmak mümkün olur.

Sıvı üzerine bu sıvıda çözünmeyen başka bir sıvı eklenirse sıvının yüzey gerilimi, karşı fazdaki moleküllerle gireceği etkileşme sonucu bir miktar azalır. Suya yağ eklendiğinde suyun yüzey gerilimi azalır. Ancak çözeltiler ve farklı sıvı karışımları her zaman yüzey gerilimini azaltmaz, bazen de artırabilir.

Yüzey Gerilimine Günlük Hayattan Örnekler

Yüzey gerilimi, bir sıvının yüzey katmanının esnek bir tabakaya benzer özellikler göstermesinden kaynaklanan etkiye verilen addır. Bu etki, bazı böceklerin su üzerinde yürümesine ve bazı kertenkelelerin su üzerinde koşmasına olanak verir. Ayrıca ebru sanatı, yüzey gerilimi sayesinde yapılan bir sanat dalıdır.

Bir cismi sıvı içerisine bıraktığımızda genel olarak sıvıdan yoğun ise batar. Ama toplu iğne, ataş veya madeni parayı uygun şekilde bırakırsak batmaz. Bu, sıvıların yüzey geriliminden kaynaklanan bir durumdur.

Bir tel veya plastik çerçeveyi sabunlu suya batırıp üflediğimizde elde edeceğimiz küresel baloncuklar yine yüzey gerilimi sayesinde oluşur.

Su içinde yüzerken saçlarımız dağınıktır. Sudan çıkar çıkmaz ise saçlarımız aşağı doğru bir bütün halde görünür.

Su molekülleri sıvı içindeki herhangi bir taneciğe her yönde kuvvet uygularken su yüzeyinin üst kısımlarında az sayıda molekül bulunduğundan yukarı yönde kuvvet etki etmez. Bu nedenle tüm yüzeydeki tanecikler suyun iç kısımlarına doğru hareket eden kuvvetlerin çekim etkisi altındadır. Yani yüzey gerilimi etkisiyle saçlarımız sudan çıktığımızda bir bütün halde görünür. Sulu boya fırçası, içinde su bulunan kapta dağınık dururken sudan çıkardığımız anda tüylerinin bir bütün şeklinde görünmesi de aynı mantıkta başka bir örnektir.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap