الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بمقدار معين. الإجابة الصحيحة هي : التوتر السطحي.
الطاقة السطحية هي مقدار الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بمقدار معين. وهي ظاهرة شائعة يمكن ملاحظتها في العديد من الظواهر اليومية، مثل الصابون الذي يخفض التوتر السطحي للماء، مما يسمح بظهور فقاعات الصابون، أو تكوين قطرات الماء على الأسطح.
1. قوى التماسك والترابط
قوى التماسك هي القوى بين جزيئات السائل التي تمسكها معًا.
قوى الترابط هي القوى بين جزيئات السائل والسطح الذي يتلامس معه.
تؤثر هاتان القوتان على التوتر السطحي للسائل.
2. التوتر السطحي
التوتر السطحي هو القوة لكل وحدة طول التي تعمل على سطح السائل.
يعمل التوتر السطحي على تقليل مساحة سطح السائل.
السوائل ذات التوتر السطحي العالي لها قطرات أكثر كروية، بينما السوائل ذات التوتر السطحي المنخفض لها قطرات أكثر انتشارًا.
3. زاوية الاتصال
زاوية الاتصال هي الزاوية بين السطح الصلب وسطح السائل.
إذا كانت زاوية الاتصال أقل من 90 درجة، فإن السائل يكون قابل للبلل على السطح.
إذا كانت زاوية الاتصال أكبر من 90 درجة، فإن السائل لا يكون قابل للبلل على السطح.
4. ارتفاع الشعري
ارتفاع الشعري هو ارتفاع السائل في أنبوب شعري بسبب التوتر السطحي.
كلما زاد التوتر السطحي، كلما كان ارتفاع الشعري أقل.
يستخدم ارتفاع الشعري في العديد من التطبيقات، مثل الفتائل في المصابيح الزيتية.
5. فقاعات الصابون
فقاعات الصابون هي أكياس رقيقة من الماء محاطة بغشاء من جزيئات الصابون.
تعمل جزيئات الصابون على خفض التوتر السطحي للماء، مما يسمح بتكوين فقاعات رقيقة.
تتميز فقاعات الصابون بألوانها الزاهية بسبب تداخل الضوء.
6. التوتر السطحي في الطبيعة
تلعب الطاقة السطحية دورًا مهمًا في العديد من الظواهر الطبيعية.
يساعد التوتر السطحي على تكوين الأغشية البيولوجية والهياكل الخلوية.
كما أنه مسؤول عن ظاهرة التبرعم في النباتات.
7. التطبيقات العملية
تستخدم الطاقة السطحية في العديد من التطبيقات العملية، مثل:
طلاء الأسطح للحماية من التآكل.
تطوير مواد مقاومة للماء.
تحسين كفاءة الصناعات الكيميائية والغذائية.
الطاقة السطحية هي ظاهرة مهمة لها تأثير كبير على خصائص السوائل وسلوكها. من خلال فهم الطاقة السطحية، يمكن للعلماء والمهندسين تطوير مواد وتكنولوجيات جديدة لها مجموعة واسعة من التطبيقات العملية.