لابد أنك قد مررت بتجربة وضع دبوس معدني في إناء به ماء ومشاهدته يطفو بدلًا من أن يغوص في عمق الماء، ولابد أنك تساءلت وقتها عن سبب هذه الظاهرة، ولماذا حدثت، إن طفو الدبوس على سطح الماء سببه ما يعرف بالتوتر السطحي، وهي ظاهرة لها أسبابها، وسوف نقوم في هذا المقال بشرح ظاهرة التوتر السطحي، وبيان أسبابها.
عناصر المقال
تحدث ظاهرة التوتر السطحي بسبب قوى الترابط بين جزيئات المادة السائلة، فنجد أن سطح السائل في إناء لا تحيطه جزيئات السائل من كل الجهات حيث أن سطحه معرض للهواء بعيدًا عن السائل.
ونتيجة لذلك تتمسك جزيئات السطح ببعضها ويقوى الترابط بينها، وهذا يجعل وضع جسم على سطح السائل يجد مقاومة من جزيئات السطح في أن يخترقها ويغوص إلى قاع السائل، فيطفو الجسم بدلًا من ذلك.
وعكس هذه الظاهرة يحدث إذا غمر الجسم بالسائل تمامًا من كل الجهات فهو في هذه الحالة لا يجد مقاومة من جزيئات السائل لأنها بالفعل محاطة ببعضها من كل الجهات فلا تقاوم اختراق الجسم لها بل تدعه يغوص في عمق السائل بسهولة أكبر بكثير.
ويمكن تبسيط ظاهرة التوتر السطحي بالقول أن جزيئات سطح السائل في محاولتها للتماسك أمام اختراق الأجسام لها تكون ما يشبه غشاء رقيق على سطح السائل يتميز بالمرونة فيقاوم كسره مسببًا طفو الأجسام على سطحه.
شاهد شروحات اخرى : شرح ظاهرة العبور الوراثي
هناك بعض العوامل التي تؤثر في ظاهرة التوتر السطحي وتؤدي إلى زيادة تماسك جزيئات سطح السائل أو نقصانها، وفيما يلي نوضح هذه العوامل:
في حالة انخفاض درجة حرارة السائل نتيجة لوضعه في المبرد أو انخفاض درجة حرارة الجو المحيط به فإن ذلك يؤدي لانكماش جزيئات السائل وبالتالي تباعدها.
فتقوم جزيئات السائل بمقاومة هذا التباعد بأن تزيد قوة تماسكها ببعضها البعض ما يزيد من ظاهرة التوتر السطحي، بينما يحدث العكس في حالة رفع درجة حرارة السائل.
شاهد شروحات اخرى : شرح ظاهرة العبور
إذا أضيف إلى السائل مادة كيميائية فإنها تتفاعل معه وتغير من خصائصه ما يؤدي بالتبعية إلى تغير توتره السطحي، وأقرب مثال إلى ذلك هو إضافة بعض الصابون إلى إناء مملوء بالماء الأمر الذي يخفض التوتر السطحي للماء ويسمح باختلاط الأقذار به عند غسل الأيدي من الأتربة مثلًا.
يتفاعل أكسجين الهواء مع السائل المعرض له ويعمل على تقليل توتره السطحي.
إذا أضيف للسائل شوائب قادرة على الذوبان فيه فإن ذلك قطعًا سيؤثر على توتر السائل السطحي ويزيد من قوته.
شاهد شروحات اخرى : شرح درس النعت
كما أوضحنا في السطور السابقة فإن شرح ظاهرة التوتر السطحي قد يفسر لك الكثير من الظواهر التي كانت تبدو غريبة عند مشاهدتها، وجدير بالذكر أن قوة ظاهرة التوتر السطحي تختلف من سائل إلى آخر.
تعليقات (0)