Pindpinevustegur

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search

Pindpinevusteguri mõõtühik SI-süsteemis on njuuton meetri kohta, mille tähis . Njuuton meetri kohta võrdub pindpinevusjõuga, mille tekitab vedeliku vaba pinna 1 meetri pikkusele piirjoonele pinna puutuja sihis mõjuv jõud 1 njuuton. Samaväärne mõõtühik on kilogramm sekundi ruudu kohta (kg/s²).

Pindpinevusteguri dimensioon on jõud ühikpikkuse kohta või energia ühikpindala kohta. Need on samaväärsed, aga viimasel juhul räägitakse tavaliselt pinnaenergiast, mis käib ka tahkiste kohta.

Suuruse tähis on σ või γ.

Sisukord

Definitsioonidmuuda lähteteksti

Pindpinevusteguril on kaks definitsiooni. Mehaanilise definitsiooni järgi on see jõud pikkuse kohta, termodünaamilise definitsiooni järgi energia pikkuse kohta.

Mehaaniline definitsioonmuuda lähteteksti

Vedelik raamis

Mehaanilist definitsiooni saab selgitada raami abil laiusega , millele on tõmmatud vedelikukile. Kui vedelikukile tõmmatakse laiali jõuga paralleelselt pinnaga ja risti laiusega pikkuse võrra, tehakse kilega töö ja pindala kasvab võrra (tegur 2 tuleb sellest, et kilel on esi- ja tagakülg). Pindpinevustegur on suhe . Sellepärast on pindpinevustegur jõud pikkuse kohta, mis on suunatud paralleelselt vedeliku pinnaga.

Termodünaamiline definitsioonmuuda lähteteksti

Termodünaamiline ettekujutus pindpinevusest kui energiast pindala kohta pärineb pildist, mille järgi vedeliku pinnal on vedeliku molekulide sümmeetria rikutud. Vedeliku molekulide puudumist vertikaalsuunas vedeliku pinnaga ning seega "puuduvat" seoseenergiat peab korvama positiivne energia . Vedeliku pinna suurendamiseks on tarvis energiat, kusjuures pindpinevustegur on defineeritud kui energia, mida on tarvis vedeliku pinna suurendamiseks ühe pindalaühiku võrra. Seega

,

millega on näidatud "puuduva seoseeneeergia" ettekujutuse seost mehaanilise definitsiooniga.

Sellest näitlikust tõlgendusest ei piisa siiski pindpinevusteguri termodünaamiliseks defineerimiseks. Selle definitsiooni jaoks lähtutakse vaba entalpia diferentsiaalist konstantsel temperatuuril ja konstantsel rõhul , mida kirjeldab võrrand (1), kus on entalpia, on temperatuur ja on entroopia.

Selle võrrandi saab ümber kirjutada, asetades sellesse entalpia definitsiooni ning arvestades, et .

Siseenergia avaldatakse kujul , kus on tehtud töö. Soojushulga puhul kehtib . Sellest järeldub:

Töö avaldise saab lahutada ruumalatööks ja mitteekspansiivseks tööks .

Konstantsel temperatuuril ja konstantsel rõhul vastab vaba entalpia diferentsiaal mitteekspansiivsele tööle. Seda avaldist saab nüüd seostada pindpinevusteguriga . Et tööd kulutatakse ainult vedeliku pinna suurendamisele, siis vastab see avaldisele . Et nüüd pindpinevustegur on defineeritud kui töö pindalaühiku kohta, tuleb arvesse võtta veel vedeliku pindala . Siit järeldub:

Pindpinevustegur on seega termodünaamiliselt defineeritud kui vaba entalpia osatuletis pindala järgi konstantsel temperatuuril ja konstantsel rõhul.

Vaata kamuuda lähteteksti


allikas: http://et.wikipedia.org/wiki/Pindpinevustegur
tekst on kasutatav vastavalt Creative Commons Attribution-ShareAlike litsentsile.

Navigeerimismenüü