¿Cuál es la diferencia entre la tensión superficial y la energía superficial?

En realidad, para un líquido, la densidad de energía superficial (J / m ^ 2) y la tensión superficial (N / m) son idénticas.

De Wikipedia:

Para un líquido, la tensión superficial (fuerza por unidad de longitud) y la densidad de energía superficial son idénticas. El agua tiene una densidad de energía superficial de 0.072 J / m ^ 2 y una tensión superficial de 0.072 N / m; Las unidades son equivalentes. Cuando se forma una solución que comprende una mezcla de dos líquidos o moléculas disueltas, la tensión superficial del líquido primario puede desviarse de los valores de líquido puro correspondientes. Este fenómeno puede ser descrito por la isoterma de Gibbs.

Dicho esto, significan cosas ligeramente diferentes.

Considere bien las diferencias con algunos ejemplos para una mejor comprensión …

Tensión superficial

Considere un líquido homogéneo. Cada molécula en las partes centrales del líquido tiene exactamente la misma cantidad de fuerza que la empuja hacia cada lado. Las moléculas circundantes están tirando de la molécula central de manera uniforme en todas las direcciones. Ahora considere una molécula de superficie. Solo tiene fuerzas que actúan sobre él hacia el líquido. Las fuerzas adhesivas aire – líquido ni siquiera son tan fuertes como las fuerzas cohesivas líquido – líquido. Entonces, las moléculas de la superficie se sienten atraídas hacia el centro del líquido, creando una capa de moléculas. Esta capa superficial de moléculas actúa como una película delgada sobre el líquido.

Si tomamos un ejemplo de la vida real de un strider de agua, utiliza esta película delgada para colocarse en la superficie del agua. Se desliza sobre esta capa superficial. Si no fuera por esta capa superficial, se habría ahogado de inmediato.

La tensión superficial se define como la fuerza paralela a la superficie perpendicular a una línea de longitud unitaria dibujada en la superficie. Las unidades de tensión superficial son Nm-1

. La tensión superficial también se define como energía por unidad de área. Esto también le da a la tensión superficial nuevas unidades Jm-2

. La tensión superficial que ocurre entre dos fluidos inmiscibles se conoce como tensión interfacial.

Energía superficial

La energía superficial y la tensión superficial son dos conceptos interconectados. Las moléculas en la superficie de un líquido se empaquetan debido a fuerzas intermoleculares desequilibradas que las moléculas en el centro. Esto significa que hay una alta densidad de energía en la superficie de un líquido.

La energía superficial se puede definir como la diferencia de energía entre la mayor parte del material y la superficie del material. La energía superficial se define como la energía superficial por unidad de superficie. La energía superficial por unidad de área es idéntica a la tensión superficial medida. Las unidades de energía superficial son Jm-2

. Cuando la energía superficial es proporcionada por una fuente externa, se dice que el líquido está burbujeando.

Tensión superficial vs energía superficial

• La tensión superficial tiene las unidades de Nm-1 y Jm-2, mientras que la energía superficial tiene la unidad Jm-2.
• La tensión superficial se mide a lo largo de una línea, mientras que la energía superficial se mide a lo largo de un área.
• Espero que esto ayude:-))))

Toda la materia condensada tiene una energía libre de superficie. Como se mencionó, la tensión superficial y la energía superficial tienen las mismas unidades. Sin embargo, la tensión superficial se refiere especialmente al estado líquido y el término es más antiguo porque se descubrió que los líquidos parecen tener una piel que los mantiene unidos. Los sólidos también tienen SFE y, a veces, aproximadamente la misma magnitud, pero generalmente números más altos. Es difícil evaluar la tensión superficial de un sólido, pero técnicamente está ahí. Los líquidos tienen un SFE más bajo que los sólidos del mismo material. Cuando el calor debilita la superficie de un líquido, permite que las moléculas escapen y tenemos evaporación. Aunque más lento, el debilitamiento de SFE sólido con calor causa sublimación. Todas estas cosas están relacionadas.

La razón por la que ve la diferencia entre la tensión superficial y la energía superficial es que la tensión en realidad es más un factor independiente que funciona independientemente en valores entrópicos, mientras que la energía superficial está más controlada debido al hecho de que depende de las unidades de las cuales El material consiste. Una bolsa de plástico tiene poca energía superficial, mientras que una mesa de madera tiene mayor energía superficial.

Tal como se muestra en esta imagen, la energía de la superficie depende de las unidades internas, mientras que la tensión de la superficie no es completamente independiente de ella: depende de dos variables, la energía de la superficie y la fuerza / factores externos.

Tal como se muestra en esta imagen, podemos notar la diferencia de propiedades entre la energía de superficie ALTA y BAJA. El primero proporciona un buen adhesivo humedecido, mientras que el segundo proporciona un mal adhesivo humedecido. Lo que esto realmente significa en términos simples es que una gota de agua se extenderá más ampliamente y, sin embargo, estará contenida en una alta energía superficial, mientras que esa misma gota de agua se saldrá más “como decir” si se vierte sobre un PVC en el baño o simplemente en una espuma de EPDM. Espero que esto ayude a los demás coroanos.

Energía y tensión. Son similares pero no iguales. La energía de las moléculas las une e incluso desafía la atracción gravitacional. Tome una gota de agua en la punta del dedo y ponga la palabra abajo. Se supone que el agua cae al suelo pero, hasta que se forme una gran gota, se adherirá al dedo, porque la energía de las moléculas es más que la fuerza gravitacional. Más allá del límite, cuando la gota se hace más grande, será más pesada, lo que no puede ser retenido por la energía de la superficie y luego cae de su dedo. Sobre la tensión causada por la actividad desinteresada. A los líquidos les gusta mezclar pero no todos los líquidos se mezclan. Cuando se pone una gota de queroseno, se reducirá y será una gota solo debido a la tensión. Por lo tanto, se supone que una cuchilla de afeitar de hierro se hunda debido a su peso. Pero una nueva cuchilla que está cubierta con cera flota debido a la tensión entre el agua y la cera.

TENSIÓN SUPERFICIAL

Se encuentra que cuando un líquido está libre de las fuerzas externas (como la gravedad), siempre toma la forma de una gota esférica. Esto se debe a que, para un volumen dado, una esfera tiene la menor área de superficie. Significa que la superficie de cada líquido siempre tiene una tendencia a tener menor área de superficie y, a este respecto, se comporta como una membrana estirada que tiene una tensión en todas las direcciones. paralela a la superficie. Esta tensión en la superficie de un líquido se llama tensión superficial.

Por lo tanto, es una propiedad de un líquido en virtud del cual, se comporta como una membrana elástica estirada con tendencia a contraerse, para ocupar un área superficial mínima.

ENERGÍA SUPERFICIAL

La superficie libre de un líquido siempre tiende a contraerse y posee un área superficial mínima. Si es necesario aumentar el área de superficie del líquido, debe realizarse un trabajo. Este trabajo se almacena en la película superficial del líquido como su energía potencial.

La energía potencial por unidad de área de la película superficial se llama energía superficial.

También se puede definir como la cantidad de trabajo realizado para aumentar el área de la película superficial a través de la unidad.

energía superficial = trabajo realizado para aumentar el área superficial / aumento del área superficial

La tensión superficial de un líquido es numéricamente igual a su energía superficial.

Diferencia entre la tensión superficial y la energía superficial:

La tensión superficial y la energía superficial son dos conceptos muy importantes discutidos en física. Los conceptos de tensión superficial y energía superficial se utilizan ampliamente en campos como la mecánica de fluidos, la dinámica de fluidos, la aerodinámica y otros campos. La tensión superficial es la fuerza neta intermolecular sobre las moléculas superficiales de un líquido. La energía superficial es la energía relevante de estos enlaces. En este artículo, vamos a discutir qué son la tensión superficial y la energía superficial, sus aplicaciones, las definiciones de tensión superficial y energía superficial, sus similitudes y, finalmente, la diferencia entre la tensión superficial y la energía superficial.

Tensión superficial

Considere un líquido homogéneo. Cada molécula en las partes centrales del líquido tiene exactamente la misma cantidad de fuerza que la empuja hacia cada lado. Las moléculas circundantes están tirando de la molécula central de manera uniforme en todas las direcciones. Ahora considere una molécula de superficie. Solo tiene fuerzas que actúan sobre él hacia el líquido. Las fuerzas adhesivas aire – líquido ni siquiera son tan fuertes como las fuerzas cohesivas líquido – líquido. Entonces, las moléculas de la superficie se sienten atraídas hacia el centro del líquido, creando una capa de moléculas. Esta capa superficial de moléculas actúa como una película delgada sobre el líquido.

Si tomamos un ejemplo de la vida real de un strider de agua, utiliza esta película delgada para colocarse en la superficie del agua. Se desliza sobre esta capa superficial. Si no fuera por esta capa superficial, se habría ahogado de inmediato.

La tensión superficial se define como la fuerza paralela a la superficie perpendicular a una línea de longitud unitaria dibujada en la superficie. Las unidades de tensión superficial son Nm ^ -1

. La tensión superficial también se define como energía por Jm ^ -2 unidad de área. Esto también le da a la tensión superficial nuevas unidades Jm-2

. La tensión superficial que ocurre entre dos fluidos inmiscibles se conoce como tensión interfacial.

Energía superficial

La energía superficial y la tensión superficial son dos conceptos interconectados. Las moléculas en la superficie de un líquido se empaquetan debido a fuerzas intermoleculares desequilibradas que las moléculas en el centro. Esto significa que hay una alta densidad de energía en la superficie de un líquido.

La energía superficial se puede definir como la diferencia de energía entre la mayor parte del material y la superficie del material. La energía superficial se define como la energía superficial por unidad de superficie. La energía superficial por unidad de área es idéntica a la tensión superficial medida. Las unidades de energía superficial son Jm ^ -2

. Cuando la energía superficial es proporcionada por una fuente externa, se dice que el líquido está burbujeando.

Tensión superficial vs energía superficial

• La tensión superficial tiene las unidades de Nm ^ -1 y Jm ^ -2, mientras que la energía superficial tiene la unidad Jm ^ -2.
• La tensión superficial se mide a lo largo de una línea, mientras que la energía superficial se mide a lo largo de un área.

La energía superficial es el trabajo por unidad de área. hecho por la fuerza que crea la nueva superficie.
Las moléculas en la superficie de un líquido se empaquetan debido a fuerzas intermoleculares desequilibradas que las moléculas en el centro. Esto significa que hay una alta densidad de energía en la superficie de un líquido.
La medición del ángulo de contacto se puede utilizar para determinar la energía superficial de un material.

Las fuerzas cohesivas entre las moléculas líquidas son responsables del fenómeno conocido como tensión superficial . Las moléculas en la superficie no tienen otras moléculas similares en todos los lados y, en consecuencia, se unen más fuertemente a las que están directamente asociadas con ellas en la superficie. Esto forma una “película” de superficie que hace que sea más difícil mover un objeto a través de la superficie que moverlo cuando está completamente sumergido.

Si tomamos un ejemplo de la vida real de un strider de agua, utiliza esta película delgada para colocarse en la superficie del agua. Se desliza sobre esta capa superficial. Si no fuera por esta capa superficial, se habría ahogado de inmediato.

• La tensión superficial tiene las unidades de Nm-1 y Jm-2, mientras que la energía superficial tiene la unidad Jm-2.
• La tensión superficial se mide a lo largo de una línea, mientras que la energía superficial se mide a lo largo de un área.

La atracción mutua de las moléculas de un líquido (atracción cohesiva) produce tensión superficial.
La energía superficial es un trabajo requerido para crear un área de superficie bajo temperatura constante, volumen y potencial químico.
La energía superficial reduce el volumen de una partícula. La tensión superficial es solo una fuerza superficial.

La tensión superficial y la energía superficial se utilizan ampliamente en campos como la mecánica de fluidos, la dinámica de fluidos, la aerodinámica y otros campos. La tensión superficial es la fuerza neta intermolecular sobre las moléculas superficiales de un líquido. La tensión superficial se define como la fuerza paralela a la superficie perpendicular a una línea de longitud unitaria dibujada en la superficie. La energía superficial es la energía relevante de estos enlaces.