Veda nás baví

Interaktívne a zábavné aktivity pre deti

Lekcia Povrchové napätie

Cieľ lecie:

Žiaci popíšu čo je to kvapalina a čo je to povrchové napätie, kde sa nachádza a aký je jeho význam v prírode. Na príkladoch zistia, ktoré látky povrchové napätie rušia.
 

Opýtajte se Vašich detí:

  • Z čoho se skladá voda?

  • Uveďte príklady kvapalín.

  • Čo alebo kto je vodomerka a prečo sa udrží na hladine?

  • Prečo sa na hladine udržia niektoré predmety?

  • Kde sa s povrchovým napätím stretávame v prírode?

  • Čo spôsobí, že sa plávajúce predmety potopia?

Kvapalina

Kvapalina (kvapalná látka) je jedno zo skupenstiev látok, pri ktorom sú častice látky relatívne blízko pri sebe a sú viazané v pevných polohách a môžu sa pohybovať v celom objeme.

Základné vlastnosti kvapalín:

  • Sú tekuté – dajú sa prelievať.

  • Nemajú stály tvar  - prispôsobujú sa nádobe.

  • Zachovávajú si stály objem – aj pri zmene tvaru nádoby.

  • Tvoria kvapky – vďaka príťažlivým silám medzi časticami.

  • V kľude vytvárajú v tiažovom poli Země voľný vodorovný povrch.

  • Sú prakticky nestlačiteľné – kvôli vzájomným odpudzujúcim silám medzi molekulami kvapaliny. Vlastnosti kvapalín vyplývajú z vlastností molekúl.

Pokiaľ sa nachádza vybraná molekula vo vnútri kvapaliny, nachádza sa vo voľnom rovnovážnom stave. Pokiaľ sa ale vybraná molekula nachádza v tenkej vrstvičke tak hraničí s iným prostredím, vedie to k vzniku vnútorného tlaku, povrchovému napätiu a k tomu, že sa povrch kvapaliny správa ako pružná blana.

 

Povrchové napätie
Obrázok WassermoleküleInTröpfchen od  User:Booyabazooka (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

Povrchové napätie

Povrchové napätie je efekt, pri ktorom sa povrch kvapaliny správa ako elastická fólia a snaží sa dosiahnuť čo možno najhladšieho stavu s minimálnou plochou. To znamená, že sa povrch tekutiny snaží dosiahnuť stav s namenšou energiou. Čím väčšie je povrchové napätie, tým „guľatejšia“ je kvapka tejto kvapaliny. Povrch kvapaliny sa teda správa tak, ako by bol tvorený veľmi tenkou pružnou vstvou, ktorá sa snaží stiahnuť povrch kvapaliny tak, aby mal pri danom objeme kvapaliny čo najmenšiu plochu. Pokiaľ by na kvapaliny nepôsobili vonkajšie sily, mala by guľatý tvar, pretože guľa má zo všetkých telies rovnakého objemu najmenší povrch. Pri pôsobení vonkajších síl je situácia o niečo zložitejšia. Vždy sa však voľný povrch kvapaliny snaží znížíť veľkosť  celkového povrchu na čo možno najmenšiu mieru. To je dôvod, prečo je hladina kľudnej vody v otvorenej nádobe (v gravitačním poli) vodorovná, pretože akýkoľvek iný tvar voľnej hladiny kvapaliny by zväčšil celkový povrch kvapaliny. Ak sú vonkajšie sily veľmi malé oproti silám povrchového napätia, bude sa kvapalina snažiť zaujať približne guľovitý tvar. To sa deje napr. pri drobných kvapôčkach, ktoré tvoria hmlu, pri kvapkách ortute apod.

Kvapka vody
Obrázok drop-of-water-drip-blade-of-grass-361097 od Josch13 [Public Domain], via Pixabay

Význam povrchového napätia

Povrchové napätie zpôsobuje, že niektoré druhy hmyzu (napríklad vodomerky) sa môžu pohybovať po vodnej hladine. Niektoré predmety, napr. žiletky alebo kúsok alobalu, je možné položiť na vodnú hladinu, bez toho aby sa potopili; keď ich ale potopíme dostatočně hlboko, klesnú až na dno.

  

Príklady využitia povrchového napätia
Obrázky Sur le Cher od Daniel Jolivet) [CC BY SA 2.0], via Flickr; 2006-01-15 coin on water retouched od Roger McLassus (Own work) [GFDL nebo CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

Zmáčanie

Veľké povrchové napätie zťažuje proces zmáčania. Napríklad destilovaná voda zmáča látky obsiahnuté v oblečení veľmi zle. Toto je jeden z dôvodov, prečo sa pri praní pridávajú pracie prostriedky, ktoré svojimi mydlovými látkami (tenzidy) zmáčanie uľahčujú. Iným príkladom je umývanie mastných rúk. Umývanie mastných rúk je ťažké, pretože voda nezmáča mastný povrch. Preto používáme mydlo. V mydlovom roztoku sú sily medzi molekulami menšie ako sily medzi molekulami vody. Dôledkom je zníženie povrchového napätia vody a to, že roztok zmáča mastný povrch.

Pokiaľ Vás téma zaujala a chcete sa dozvedieť viac:

Potrebujete poradiť? Napíšte nám infosk@vedanasbavi.sk

Návštevou týchto stránok súhlasíte s použitím súborov cookies od nás a tretích strán najmä za účelom analýzy návštevnosti. Viac informácií tu.
cancel
helpline kroužky

Môžeme Vám pomôcť?

Nedarí sa Vám dokončiť prihlášku? Pokiaľ máte problém, neváhajte nás kontaktovať:

Email: infosk@vedanasbavi.sk