Povrchové napětí

Povrchové napětí (značka σ nebo γ) je síla, která působí na povrchu kapaliny a snaží se zmenšit její plochu na minimum. Vzniká kvůli tomu, že molekuly na povrchu jsou přitahovány jen směrem dovnitř kapaliny — chybí jim sousedi „nad" hladinou. Díky povrchovému napětí drží kapky pohromadě, hmyz může chodit po vodě a v úzkých trubičkách stoupá kapalina kapilárním jevem.

Jednotkou povrchového napětí je newton na metr (N/m), v praxi se hodnoty udávají v milinewtonech na metr (mN/m, tj. 10⁻³ N/m). Voda má při 20 °C povrchové napětí 72,75 mN/m, což je výrazně víc než většina organických kapalin (etanol pouze 22,55 mN/m).

Vzorec povrchového napětí

Povrchové napětí lze definovat jako poměr síly F působící kolmo na úsek hladiny délky l:

σ = F / l

Druhá rovnocenná definice využívá energii: σ je práce potřebná k vytvoření jednotkové plochy povrchu kapaliny (J/m² = N/m).

Tabulka povrchového napětí kapalin při 20 °C
Kapalinaσ
[10-3 N/m]
Poznámka
aceton23,30 
anilin40,50 
benzen28,90[19] uvádí hodnotu 29,1.
dietyleter16,40 
etanol (líh)22,55[19] uvádí hodnotu 22.
glycerol62,50 
chloroform26,50 
kyselina mravenčí37,80 
kyselina octová28,00 
metanol22,70 
n-hexan18,40 
n-pentan16,00 
olej olivový33,00 
olej ricínový36,40 
olej terpentýnový27,00 
petrolej27,00 
propanol23,70 
rtuť476,00[19] uvádí hodnotu 491.
sirouhlík33,80 
tetrachlormetan25,90 
toluen28,40 
voda72,75[19] uvádí hodnotu 73.
voda těžká68,10 
xylen, m28,60 

Zdroj: Povrchové napětí, Wikipedia; [19]

Povrchové napětí vody

S rostoucí teplotou vody klesá její povrchové napětí.

Graf závislosti povrchového napětí vody na teplotě

Graf: závislost povrchového napětí vody na teplotě

Teplota
[°C]
Povrchové napětí σ
[10-3 N/m]
-877,00
-576,40
075,60
574,90
1074,22
1573,49
1873,05
2072,75
2571,97
3071,18
4069,56
5067,91
6066,18
7064,40
8062,60
10058,90

Zdroj: Surface Tension, Wolfram Research