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Flüssigkeit  kondensierte Form der Materie  molekulare Kräfte zwischen den mikroskopischen Teilchen (Atome, Moleküle) Beispiel Wasser:  = 4·10 -10 Pa.

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Präsentation zum Thema: "Flüssigkeit  kondensierte Form der Materie  molekulare Kräfte zwischen den mikroskopischen Teilchen (Atome, Moleküle) Beispiel Wasser:  = 4·10 -10 Pa."—  Präsentation transkript:

1 Flüssigkeit  kondensierte Form der Materie  molekulare Kräfte zwischen den mikroskopischen Teilchen (Atome, Moleküle) Beispiel Wasser:  = 4· Pa -1   V/V = 4·10 -5 bei Druck von 10 5 Pa=1 bar Flüssigkeiten sind elastisch hart! Größe solcher Kräfte: Kompressibilität  der Flüssigkeit Unterschied Laplace-Gesetz inner-(intra-) molekulare Kräfte zwischen-(inter-) molekulare Kräfte 2.3 Molekulare Kräfte (in Flüssigkeiten) Kräfte zwischen zwei polierten Glasflächen als Modell für zwei benachbarte Flüssigkeitsschichten  Kohäsion Kontakt Gewicht mit 10kg  100N Zerreißfestigkeit einer Flüssigkeitssäule

2 Oberfläche Kohäsion intermolekulare Kräfte Kräfte auf ein Molekül durch die umgebenden Moleküle Spannen einer Oberfläche z.B. Lamelle b F xx Wenn Vor- und Rückseite der Lamelle beachtet wird, ist dieser Ausdruck 2 . Mikroskopische Betrachtung 0  R F R R F F  x mittlere Schichtdicke Beispiel  (H 2 O) = 7.3·10 -2 J/m 2 Arbeitsleistung zur Vergrößerung der Oberfläche  Oberflächenspannung  Schwimmende Rasierklinge

3 PipettenendeTropfen reißt ab, wenn: Schwerkraft > Kraft durch Oberflächenspannung Material Geometrie Beispiel Wasser  (20°C) = 7,3·10 -2 J/m 2 r =1 mm  Innendruck p =14,6 Pa = 0,1 mmHg ziemlich klein sehr kleiner Tropfen (Modell: ein Molekül umgeben von einer Schicht Moleküle) R  2Å = 2· m  p = 7,3·10 8 Pa  10 4 bar, etwa eine Wassersäule von 100km Schwerkraft des Tropfens nur 2Å Säule  molekularen Kräfte sind groß gegenüber Schwerkraft Druck in der Kugel durch Oberflächenspannung: r Volumenvergrößerung  Hubarbeit: p·  V Oberflächenvergrößerung  Oberflächenenergie:  A Tropfenform: Kugel, wenn frei schwebend Hg Oberflächenspannung und Tropfenbildung

4 Zwischen-(inter-) molekulare Kräfte zwischen Grenzflächen unterschiedlicher Materialien Gleichgewicht zwischen Kohäsion und Adhäsion  Form der Grenzflächen benetzend nicht benetzend unvollkommen benetzend Adhäsion>>Kohäsion Adhäsion<Kohäsion Wasser/GlasQuecksilber Hg /Glas Meniskus Adhäsion Saugfähigkeit Zellstoff Hg/Glas Depression Kapillarkräfte: Spezialfall von Kohäsion und Adhäsion  biologische Systeme H 2 O/Glas Aszension

5 Adhäsion als Grenzflächenenergie Grenzfläche 0  R F R F Kohäsion > Adhäsion

6 0 Sekunden 205 Tropfen 10 Sekunden 78 Tropfen 20 Sekunden 29 Tropfen 30 Sekunden 15 Tropfen 40 Sekunden 5 Tropfen 50 Sekunden 2 Tropfen 60 Sekunden 1 Tropfen Statistische Verkleinerung der Gesamtoberfläche Minimum der Oberflächenenergie Hg-Tropfen Video


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