ההבדל העיקרי בין לכידות למתח פני השטח הוא שלכידות מתארת את הכוחות הבין-מולקולריים המתרחשים בין מולקולות זהות, בעוד מתח פני השטח מתאר את האלסטיות של פני השטח של נוזל.
מתח פני השטח הוא תכונה של נוזלים, הנובעת עקב כוחות הלכידות בין מולקולות נוזל זהות. ניתן לתאר לכידות כהצטברות של מולקולות דומות עקב כוחות המשיכה הבין-מולקולריים ביניהן.
מהי לכידות?
לכידות היא סוג של כוח בין-מולקולרי המתרחש בין שתי מולקולות זהות.לדוגמה, ניתן לכנות את האינטראקציה בין מולקולות מים כלכידות. תכונה זו של לכידות במים מאפשרת למולקולות המים לנוע בעקביות (במילים אחרות, זרימה רציפה נשמרת על ידי כוחות מלוכדים). יתר על כן, אנו יכולים להסביר את צורת טיפות הגשם או את קיומן של טיפות מים ולא מולקולות בודדות תוך שימוש במושג לכידות.
איור 01: צורת טיפות המים
יתר על כן, היכולת ליצור קשרי מימן בין מולקולות מים היא הסיבה העיקרית מאחורי כוחות הלכידות של מולקולות מים. כל מולקולת מים יכולה ליצור ארבעה קשרי מימן עם מולקולות מים אחרות; לכן, אוסף כוחות המשיכה חזק הרבה יותר. כוחות אלקטרוסטטיים וכוחות ואן דר ואלס בין מולקולות דומות גורמים אף הם להידבקות.עם זאת, הידבקות עקב כוחות ואן דר ואלס חלשה במקצת.
מהו מתח פני השטח?
מתח פני השטח היא תופעה שבה פני השטח של נוזל, כאשר הנוזל במגע עם הגז, פועלים כמו יריעה אלסטית דקה. מונח זה שימושי רק כאשר הנוזל נמצא במגע עם גז (לדוגמה: כאשר הוא נפתח לאטמוספירה הרגילה). המונח "מתח ממשק", לעומת זאת, חשוב לשכבה בין שני נוזלים.
איור 02: כמה חרקים קטנים יכולים ללכת על פני המים עקב מתח פני השטח
יתר על כן, כוחות המשיכה בין מינים כימיים שונים גורמים למולקולות הנוזל להתאחד יחד. כאן, מולקולות הנוזל על פני הנוזל נמשכות על ידי המולקולות שבאמצע הנוזל.לכן, זהו סוג של לכידות. עם זאת, המשיכה בין מולקולות נוזל למולקולות גזים במגע עם הנוזל (או כוחות ההדבקה) זניחה. זה מאפשר לשכבת פני השטח הזו של מולקולות נוזל לפעול כממברנה אלסטית. שכבת פני השטח הזו של מולקולות נוזלים נמצאת במתח מכיוון שאין מספיק כוחות משיכה כדי לאזן את הכוחות המלוכדים הפועלים עליהן; לכן, מצב זה נקרא מתח פני השטח.
נוסחה לחישוב מתח פני השטח:
מתח פני השטח (γ)=F/d
בנוסחה לעיל, F הוא כוח פני השטח ו-d הוא האורך שלאורכו פועל כוח פני השטח. לכן, מדידת מתח הפנים ניתנת על ידי היחידה N/m (ניוטון למטר). זוהי יחידת SI למדידת מתח פני השטח.
מה ההבדל בין לכידות למתח פני השטח?
ההבדל העיקרי בין לכידות למתח פני השטח הוא שלכידות מתארת את הכוחות הבין-מולקולריים המתרחשים בין מולקולות זהות, בעוד מתח פני השטח מתאר את תכונת האלסטיות של פני השטח של נוזל.בקצרה, ניתן להבחין במתח פני השטח עקב לכידות.
להלן אינפוגרפיקה מסכמת את ההבדל בין לכידות למתח פני השטח.
סיכום – לכידות מול מתח פני השטח
ניתן להבחין במתח פני השטח עקב לכידות. ההבדל העיקרי בין לכידות למתח פני השטח הוא שלכידות מתארת את הכוחות הבין מולקולריים המתרחשים בין מולקולות זהות, ואילו מתח פני השטח מתאר את תכונת האלסטיות של פני השטח של נוזל.
