Kaj je površinska napetost?

Površinska napetost je sila kohezije, ki jo izkazujejo molekule tekočine. Ta sila omogoča, da se površina tekočine do določene mere upre zunanjim silam, ki se nanjo nanašajo. Prav ta upor omogoča, da na primer sponka za papir plava na površini kozarca vode, čeprav ima sponka večjo gostoto od vode. Napetost se spreminja, odvisno od tekočine in drugih dejavnikov, kot je temperatura.

Težnja tekočine, da pokaže lastnost površinske napetosti, izhaja iz privlačnosti, ki jo imajo molekule tekočine druga za drugo. V tekočini je vsaka molekula obdana z drugimi molekulami in vsaka enako privlači vsako drugo okoliško molekulo, kar ima za posledico neto silo nič. Molekule na površini tekočine pa niso v vseh smereh obkrožene z drugimi molekulami. Močneje potegnejo molekule, ki so blizu njih, kar ustvarja površinsko napetost.

Vodne kapljice nastanejo zaradi površinske napetosti, prav tako pa omogoča, da zrak v tekočini tvori mehurčke. Ko molekule na površini tekočine vlečejo druge molekule na površini, bo prostornina tekočine v vesolju težila k oblikovanju krogle in v odsotnosti gravitacije kapljice vode tvorijo popolne krogle. To se zgodi, ker je krogla oblika, ki ima najmanjšo možno površino za dano prostornino. Ko se dve majhni kapljici trčita v odsotnosti gravitacije, privlačnost molekul za druge molekule povzroči, da se kapljice združijo v večjo kapljico. To težnjo lahko včasih opazimo tudi pri standardni zemeljski gravitaciji.

Podolgovata oblika dežnih kapljic je posledica gravitacije na kapljice. Površinska napetost je ponavadi zelo šibka sila, zato se kapljice zlahka deformirajo zaradi gravitacije ali drugih sil, kot so centripetalne ali centrifugalne sile. Nekatere žuželke in celo živali so se prilagodile, da bi izkoristile to silo, čeprav je šibka. Vodni hrošči in majhni kuščarji, imenovani baziliski, se dejansko zanašajo na površinsko napetost vode, da hodijo po njej, ne da bi se potopili.

Površinska napetost tekočine, običajno izražena kot dina na centimeter, je količina sile, ki je potrebna za prekinitev površine določene tekočine na linearni razdalji enega centimetra. Din je enota energije ali sile, opredeljena kot količina energije, ki je potrebna za pospešitev enega grama mase s hitrostjo en centimeter na sekundo na kvadrat. Ena dina je prav tako enaka enoti mednarodnega standarda (SI) mikro-njutona.