Diskussion:Oberflächenspannung
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Die O. ist keine Energie, sondern eine Energie pro Fläche. --Joh3.16 13:43, 15. Apr 2004 (CEST)
Was ist eine Spannung? Die Oberflächenspannung berechnet sich aus benötigeter Energie, um eine oberfläche zu vergrössern. Somit ist es eine Energie pro fläche oder Kraft pro Länge --Joh3.16 08:35, 20. Apr 2004 (CEST)
Dieser Artikel sagt dem Laien, für den er doch gedacht ist, so gut wie nichts. Es ist lobenswert, dass Fachleute hier unentgeltlich ihr Wissen zur Verfügung stellen, aber vergessen Sie bitte nicht, dass Sie zu keinem Fachpublikum sprechen. Lieber wenig behandeln, das aber verständlich, als den Leser mit vielen Fachwörtern umnebeln. Auf die Frage "Was ist eine Spannung?" darf nicht mit einer Formel geantwortet werden, denn das ist keine Antwort. Rontrus, 26. 09. 2005
@Rontrus: Ja, dass ist ärgerlich, aber mit einer selbstgebastelten Anschauung läuft man immer Gefahr, die Aussage zu verwässern und damit missverständlicher zu machen. Thanatos 23:13, 12. Okt 2005 (CEST)
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[Bearbeiten] Höhere Oberflächenspannung = größerer oder kleinerer Radius?
Leider konnte mir der Artikel nicht sagen, ob sich eine Oberfläche durch eine höhere Oberflächenspannung vergrößert oder verkleinert.
Was passiert z.B. durch die Zugabe von Seife in Wasser? Die Oberflächenspannung wird verringert - wird dadurch die Oberfläche größer?
Danke, --Abdull 20:25, 5. Nov 2004 (CET)
Es hängt von den Randbedingungen ab: Eine flache Wasseroberfläche oder ein in der Luft schwebendes Wassertröpfchen wird sich bei einer Verringerung der Oberflächenspannung (praktisch) nicht verändern. Ein einzelner Wassertropfen auf einer festen Oberfläche aber schon: er wird sich abflachen und dabei die Oberfläche vergrößern.
Die Oberflächenspannung ist ein Maß für die Arbeit (bzw. die Kraft oder der Druck), die man verrichten muss, um die Fläche zu vergrößern. Es kostet aber in jedem Falle Arbeit, die Oberfläche zu vergrößern, und daher wird dies nur passieren, wenn die Energie dafür zur Verfügung steht. Im Falle des Tropfens auf der festen Oberfläche kommt die Energie aus der Lageenergie, der potentielle Energie aufgrund der Schwerkraft: beim flacheren Tropfen liegen viele Wassermoleküle tiefer als beim durch eine höhere Oberflächenspannung zusammengehaltenen "kleineren"/höheren Tropfen. Antwort also: eine höhere Oberflächenspannung kann zu einer kleineren Oberfläche führen, ob sie sich tatsächlich ändert, hängt von den Bedingungen ab. --Nick B. 11:40, 17. Nov 2004 (CET)
[Bearbeiten] Wie entsteht die Oberflächenspannung?
Hinweis: Die Erklärung in der englischen Version (Surface_tension) ist irreführend, wie ja auch auf der dazugehörigen Diskussionsseite festgestellt wird. Dort wird von den einwärts gerichteten Kräften (inward force of molecular attraction) gesprochen, was - wie man in der Diskussion erkennt - oft dahingehend missverstanden wird, dass eine einwärts gerichtete Kräftesumme resultiere. Ich habe hier versucht, hier von vorneherein verständlich zu machen, dass die Ursache der Oberflächenspannung zwar die zwischenmolekularen Kräfte und der Symmetriebruch ist, aber eben keine Nettokraft nach innen. Bisher konnte ich es noch nicht lassen, im Bild ebenfalls nach innen gerichtete Kräfte zu zeigen... --Nick B. 18:38, 6. Dez 2004 (CET)
[Bearbeiten] luftdruck
weiss jemand ob der luftdruck einen einfluss auf die oberflächenspannung hat oder nur die temperatur? und verändert die oberfläche die verdunstungsgeschwindigkeit? Luk 21:38, 30. Jan 2005 (CET)
Die Druckabhängigkeit der Oberflächenspannung ist proportional zur Dicke der Oberfläche (Grenzfläche). Und da die in der Größenordnung von Moleküldurchmessern liegt, kann man den Druckeinfluss guten Gewissens vernachlässigen.
[Bearbeiten] "Fehlinterpretation"
Wieso ist der senkrecht zu Oberfläche stehende Kraftvektor eine Fehlinterpretation? Mit ihm wird deutlich, dass an konvexen Stellen der scheinbare Druck auf die Phasengrenze steigt, indes an konkaven er sich verringert. Gerade die Interpretation mit der hautartigen Zusammenziehung der Oberfläche scheint mir eine falsche, da sich die Moleküle am Rande wie innen doch mit gleicher Kraft anziehen und gerade die parallelen Komponenten sich kompensieren. Im übrigen fand ich diese Fehlinterpretation in einem Physikbuch (Stöcker: "Taschenbuch der Physik" Verlag Harry Deutsch.) Viele Fragezeichen. Thanatos 23:13, 12. Okt 2005 (CEST)
- Das stieß mir auch auf. Nun klingt es nicht mehr gar so mysteriös. Die Gliederung des Artikels hat im Lauf der Zeit wohl sehr gelitten. Vielleicht sollten wir ihn ersetzten durch ein Redirect auf [1]...
Anton 00:28, 21. Jan 2006 (CET)- genau, wir verlinken einfach die gesamte Wikipedia auf Artikel im WWW ?:o/ --Brisbard 11:41, 21. Jan 2006 (CET)
Die Oberflächenspannung tritt auch bei völlig ebenen Oberflächen auf. (Das im Artikel und hier nochmals gezeigte Bild soll ebenfalls eine planare Oberfläche darstellen.)
Sie wirkt derart, dass eine Tendenz besteht, die Oberfläche A als ganzes zu verkleinern, da ein kleineres A zu einem 'Energiegewinn' führt.
Schema:
-> -----------Oberfläche---------- <- Kraft, die durch die Oberflächenspannung entsteht
Die durch die Oberflächenspannung entstehenden Kräfte wirken in der Oberfläche, in Richtung der Pfeile -> O <-, nicht senkrecht zur Oberfläche! Ein senkrecht zur Oberfläche Kraftvektor ist zwar richtig im Sinne einer Summe von anziehenden Kräften:
-------- Oberfläche | v
Aber es treten auch abstoßende Kräfte auf, und die Kräftesumme auf ein einzelnes Teilchen ist im Mittel Null. Die Formulierung "Die Summe aller Kräfte ist nach innen gerichtet und versucht, das Teilchen dorthin zu bewegen." ist daher falsch. Dieser irreführende Satz sollte daher nicht im Artikel erscheinen.
Am "hautartigen Zusammenziehen" kann man natürlich fragen, was denn mit "hautartig" gemeint sei, aber ich finde den Begriff nicht schlecht.
Es ist absolut korrekt, dass die Kräfte zwischen den Teilchen am Rande wie innen gleich sind. Das schließt aber nicht aus, dass dennoch eine resultierende Kraft in der Oberfläche entsteht, diese ist natürlich im Gleichgewicht durch andere Kräfte entweder von Außen oder durch den Druck im Innern - siehe Young-Laplace-Gleichung - kompensiert. Eine einzelne Flüssigkeitslammelle zieht sich aber sehr wohl zusammen, wenn sie die Möglichkeit dazu hat.
Viele Grüße --Nick B. 21:37, 6. Feb 2006 (CET)
- Hallo Nick, vielen Dank für deine Nachricht. Ich denke, du bist mit der Materie vertraut. Ich vermute, dass wir uns nur missverstehen (ich gestehe, dass ich -- aus Eile -- deine Zeilen lediglich überflogen und mir den Rest gedacht habe). Natürlich sollten die Kräfte auf die Teilchen eines Wassertropfens im Gleichgewicht sein. Wären sie es nicht, sähen wir lustige Turbulenzen. Mein Kraftvektor zieht den Tropfen zu einer Kugel zusammen, dein Hinweis stellt sicher, dass der Tropfen eine Kugel bleibt. Vielleicht gelingt es, dies sprachlich einzubauen. Viele Grüße, Anton 22:47, 7. Feb 2006 (CET)
[Bearbeiten] Oberflächenspannung von Festkörpern
Die Einleitung des Artikels verwirrt den Leser meinem Eindruck nach mehr als er zur Klärung beiträgt. Erst wird behauptet die Oberflächenspannung wäre ein Effekt der sich auf Flüssigkeiten bezieht und zwei Sätze später ist plötzlich von Festkörpern die Rede. Auf Festkörper trifft die Definition Energieänderung pro Flächenänderung nicht zu. Sollte man hier nicht eher von "scheinbarer Oberflächenspannung" oder "Benetzbarkeit" sprechen?--Gurgelgonzo 10:04, 28. Mär 2006 (CEST)
- Was mich doch massiv stört bei der Diskussion der Benetzungsvorgänge ist, dass hierbei nur die Oberflächenspannungen diskutiert werden und die Grenzflächenspannung zwischen benetzender Flüssigkeit und Festkörper völlig missachtet wird; so geht's natürlich nicht. --Brisbard 11:30, 28. Mär 2006 (CEST)
@gurgelgonzo
Berechtigter Einwand.
Vielleicht so :
Oberflächenspannung
Den Zusammenhalt einer Flüssigkeit/Phase bewirken Kohäsionskräfte. Im Flüssigkeitsinneren sind alle Moleküle nach allen Seiten abgesättigt, nur an der Oberfläche nicht. Diese aussenliegenden Moleküle sind nun bestrebt ins Phaseninnere zugelangen respektive die Oberfläche zu verringern. Hat die Flüssigkeit eine große Oberfläche, befindet sie sich im Zustand hoher potentieller Energie. Ihre Bestrebung ist aber eine geringe Energie/Oberfläche zuerlangen - die Flüssigkeit zieht sich somit folglich in eine energetisch günstigere Form. Die Kugelgestalt.
Bei Festkörpern wird im allgemeinen von Oberflächenenergie gesprochen und nicht der Oberflächenspannung. Diese Oberflächenenergie kann nun auf die Flüssigkeit einwirken, es wird auch von der Benetzbarkeit gesprochen. Hierbei gilt, eine geringe Oberflächeenergie des Festkörpers und eine hohe Oberflächenspannung der Flüssigkeit - schlechte Benetzung. Die "äußere Kraft" des Festkörpers beeinflusst unmittelbar die Form der Flüssigkeit und somit die Benetzung. Ein hohe Oberflächenenergie des Festkörper hindert die Kohäsionskräfte der Flüssigkeit daran die Oberfläche zuverkleinern und eine Kugelgestalt anzunehmen. Die Benetzung wird besser.
So in etwa ???
@brisbard
dann beschreib doch mal ;0)
- Das klingt ja alles reichlich sperrig, wenngleich weitestenteils nicht falsch. Wieso sollte man die Frage der Benetzbarkeit nicht zumindest im Ansatz nach der Vorgehensweise bei der Bewertung der Spreitungsfähigkeit von z.B. Öllinsen auf Wasseroberflächen diskutieren ? Dort wird für eine erolgreiche Spreitung vorausgesetzt, dass S = Wasser/Luft - Öl/Wasser - Öl/Luft > 0 sein muß.
Was soll eigentlich der Satz "Diese Oberflächenenergie kann nun auf die Flüssigkeit einwirken" ? Die Oberflächenspannung bzw. -energie ist ja keine universelle Größe, sondern eben abhängig von der zweiten Phase (in der Regel nun einmal Luft), welche aber doch im Falle eines Kontaktwinkels > oder gleich 0° und kleiner 180° nun einmal das benetzende Medium ist; mithin kann ich schlecht die Oberflächenenergie gegen Luft für die Betrachtung heranziehen.... Will mich nicht als belehrungsresistent erweisen; vielleicht lerne ich hier noch etwas dazu. Bloß bisher ist mir das nicht klar. --Brisbard 14:06, 28. Mär 2006 (CEST)
@brisbard
Wie jetzt Ptfe, PET, Glas etc. haben keine "eigene" Oberflächenenergie bzw. diese lässt sich durch anpropfung von polaren "schwänzen" (Plasmabehandlung) etc. nicht erhöhen, sollte da nur die Luft über dem Substrat verändert worden sein, es wirkt gar nicht die Oberflächenenergie des Festkörpers ???? Sorry stehe auf dem Schlauch kann deiner Einlassung gedanklich nicht folgen.
- Mal ganz formal: eine Oberfläche ist eine GRENZfläche (also ein Spezialfall), wobei die "andere" Phase eben durch Luft (oder Vakuum?) konstituiert wird. Natürlich verändert eine Oberflächenbehandlung durch z.B. Polymere oder Tenside die Oberflächenspannung bzw. -energie des Festkörpers. Aber es genügt nicht, für Benetzungsphänomene nur die Oberflächeneigenschaften (im genannten Sinne) der beteiligten Phasen zu diskutieren, sondern man muß die Wechselwirkung zwischen den beiden (charakterisiert durch die GRENZflächenspannung) berücksichtigen. --Brisbard 14:33, 28. Mär 2006 (CEST)
@brisbard
drei meinst du doch dann oder ? flüssigkeit-luft, flüssigkeit-wand, wand-luft. Nur so am Rande. Und in der Praxis noch eine Vielzahl an diversen organischen und anorganischen Ablagerungen ;-).
@brisbard
mal im Ernst, dann schreib es doch nieder ist ja alles richtig. Aber ich denke halt es führt zu weit. just my 2 cent. Aber ich bin a) noch neu hier b) sehe ich es halt einfach zu praxisbezogen.
- mir fehlt gerade etwas die Zeit, es allgemeinverständlich zu formulieren. Wie Du ja schon schreibst: es könnte zu weit führen und die Oberflächenspannung ist eigentlich ein zu wichtiges Phänomen als dass es in der Wikipedia unverständlich formuliert werden sollte ;o) Vielleicht finde ich am WE mal Zeit; vielleicht hat auch ein anderer Lust !? Weiterhin viel Spaß hier in der Wikipedia und lass Dir nicht von Klugköpfen wie mir die Laune verderben ;o) --Brisbard 15:11, 28. Mär 2006 (CEST)
[Bearbeiten] Messung der Oberflächenspannung
Ich habe den Artikel Tensiometer_(Oberflächenspannung) im wesentlichen aus diesem Abschnitt kopiert und bitte einen Fachmann diesen Abschnitt eventuell zu kürzen und Inhaltlich mit abzustimmen. Wenn die Messgeräte mit Kapillareffekt auch "Tensiometer" heissen, bitte den Abschnitt mit verschieben. Auch die Web-Links hier im Artikel prüfen. MatthiasDD 11:39, 18. Mär. 2007 (CET)
- Ich habe zwar einiges zum Abschnitt über die Messung beigetragen, aber so spontan weiß ich auch nicht, was es da mit den Bezeichnungen auf sich hat (ich studier das ja nur) und darum hab ich mal gegooglet. Es scheint wohl so zu sein, dass Tensiometer nur die Messgeräte sind, die für die Messung eine Waage benutzen oder wenigstens eine Kraft messen. Beim Kapillareffekt ist das ja nicht der Fall, sondern da misst man lediglich die Steighöhe und rechnet die wirkenden Kräfte nicht einmal explizit aus. --MichiK 13:01, 18. Mär. 2007 (CET)
