بعدی »

[طاهره خیابانی مقدم]

لطفا این اشکال را توضیح دهید ! (این ها مجموعه ای بود که معلمم (سرکار خانم شیعه)به من دادند که مثلا بتوان به کمکشان کمینه ی ریزش(دقیقا لحظه ی آغاز ریزش) مایع از ظرف را محاسبه کرد)

[طاهره خیابانی مقدم]

"اندازه گیری ضریب کشش سطحی مایعات"

هدف آزمایش :
اندازه گیری کشش سطحی مایعات

تئوری آزمایش :
تعریف پیوستگی : کشندگی بین مولکول ها و یا اتم ها ی هم نوع (یک جسم) را پیوستگی گویند.
تعریف چسبندگی : کشش بین مولکول ها و اتم های غیر هم نوع (دو جسم) را چسبندگی گویند.
تعریف کشش سطحی : پیوستگی مولکول های یک مایع را کشش سطحی می نامند. به عنوان مثال در صورتی که قطره ی آب یا پارافین بر سطح میزی پوشیده از گرد بیفتد کشش سطحی سبب می شود که به شکل یک کره در آیند. ضریب ثابت کشش سطحی را با   نشان می دهند و به طولی ارتباط پیدا می کند که در آن طول، نیرو عمل می کند.

وسایل لازم :
1.پایه
2.میله (جهت نصب نیرو سنج)
3.نیرو سنج  10/0 N
4.پوسته ی استوانه ای 3 عدد
5.کریستالیزور
6.جک آزمایشگاهی
7.نخ گیره ی افقی عمودی

روش آزمایش :
میله را بر روی پایه محکم نمایید. مطابق شکل نیروسنج را آویزان نمایید. پوسته ی استوانه ای را به نیرو سنج  آویزان و میزان نیروی نشان داده شده توسط نیرو سنج را یادداشت نمایید سپس آن را F1 بنامید و پایه ی متحرک را در زیر نیروسنج قرار داده و یک بشر حاوی آب را بر روی آن بگذارید. مجموعه را به گونه ای سوار کنید که استوانه در داخل آب فرو رود. پس از آن که آب از حرکت ایستاد و مجموعه به حالت سکون درآمد، پایه ی متحرک را به آرامی پایین بکشید تا استوانه کم کم از آب خارج شود. ماکزیمم نیرویی که لازم است تا استوانه از آب خارج شود را با نیرو سنج بخولنید و آن را F2 بنامید. اختلاف مابین F2 و F1   میزان نیروی کشش وارده از سطح مایع به محیط استوانه ( L) به دست می دهد آن را با F  نمایش دهید. با داشتن مقادیر F و L  میزان ضریب کشش سطحی را از رابطه ی زیر به دست آورید.

مقدار به دست آمده را با   = 0.0725  که ضریب کشش سطحی در دمای 20 درجه ی سانتی گراد است، مقایسه کنید و درصد خطای نسبی را محاسه نمایید.
سپس آزمایش را پوسته های دیگر تکرار کنید.
و در آخر می توانید به جای آب از مایعات دیگری نیز استفاده کنید و به ازای استفاده از هر مایع یک بار جدول را تکمیل کنید. آن گاه مایعات مختلف مورد استفاده را با هم مقایسه و نتیجه گیری نمایید.

[davoodrajabi]

پیوستگی مولکول های یک مایع را کشش سطحی می نامند.
من یک کم با این جمله مشکل دارم.می توانید بهتر بیان کنید؟

[davoodrajabi]

با این جمله هم یک کمی مشکل دارم:
 به عنوان مثال در صورتی که قطره ی آب یا پارافین بر سطح میزی پوشیده از گرد بیفتد کشش سطحی سبب می شود که به شکل یک کره در آیند. ضریب ثابت کشش سطحی را با   نشان می دهند و به طولی ارتباط پیدا می کند که در آن طول، نیرو عمل می کند.
به قول خودتان عوامل دیگری وجود دارد که سبب می شود تا شکل قطره آب به شکل کروی (من هنوز با شکل کامل کره مشکل دارم) در آید.نظر شما چیست؟
به نظر شما این بهتر نیست که بیان کنیم چون چسبندگی سطحی میان قطرات و میز پوشیده از گرد کمتر از پیوستگی آنها می باشد از این رو قطره شکل خود را حفظ می کند!
موفق باشید.

[طاهره خیابانی مقدم]

کشش سطحی خاصیتی در مایعات است که باعث می‌شود لایه بیرونی آن‌ها به صورت ورقه‌ای الاستیک عمل کند. کشش سطحی را هم چنین می‌توان مقدار کار لازم برای ایجاد واحد سطح مشترک جدید در نظر گرفت. کشش سطحی رو با γ نشان مي دهند. واحد آن ارگ بر سانتيمتر مربع (erg/cm2) است. (ویکی پدیا)                                   (مساحت / تعداد مولکولها) ( مولکول / انرژی کشش) =کشش سطحی
عوامل زیادی هستند ولی کشش سطحی یکی از  مهم ترین عامل ها است  .در پديده ی كشش سطحي، به مولكول هاي سطح مايع از سمت بالا نيروي جاذبه وارد نمي شود، بنابراين به سمت درون مايع كشيده مي شوند و تجمع مولكول ها در سطح مايع بيش تر شده و مانند يك لايه مقاوم از فرورفتن اشياي سبك به درون آب جلوگيري مي كنند.
در باره ی شکل کره : کشش سطحی با عث می شود قطره شکل کره به خود بگیرد(معمولا کشش سطحی هميشه سعی می کند که مساحت مايع را کم نمايد و کره در بین اجسام کم ترین مساحت را دارد) ولی به دلیل وجود جاذبه و ناهم واری های سطح زیرین کمی از کروی بودن خود در می آید (اگر یک قطره آب را بر روی سطحی نانویی بریزیم به صورت تقریباً کروی باقی می ماند.)
 چرا قطره شکل کروی (استعاره از همان شبه کره از این به بعد) می گیرد ؟ به دلیل کشش سطحی !
حالا اگه با تداخل در سیستم نظم اون را به هم بزنیم دلیل بر نبود کشش سطحی نیست ! (در این جا بهتر بود ذکر کنم که محیط می توان بر روی کشش سطحی تاثیر بگذارد)

[طاهره خیابانی مقدم]

یکی از دلایلی که من به کشش سطحی علاقه مند شدم تبلیغ تلوزیونی بود که یک ظرف  آب رو نشان می داد که روی آن قطره های روغن شناورند . بعد یک قطره مایع ظرفشویی روی این ظرف می ریختند و ناگهان قطره های روغن از مرکز ظرف که در آن جا مایع ظرفشویی ریخته شده بود دور می شوند و گفته می شود فرار چربی ها کیفیت متمایز ... تازه بعدش هم گفتار صادقانه و ...
چربی ها بعد از ریختن مایع ظرفشویی از آن دور می شوند ، علتش چیست ؟
تا وقتی که فقط آب و روغن داریم مولکول ها در تعادل قرار گرفته اند . روغن های نزدیک به هم ، پیوستند و قطره هایی را تشکیل دادند ، از طرفی مولکول های آبی که روی سطح قرار دارند نیرو های برابری به یک دیگر وارد می کنند و با وارد شدن مولکول های مایع ظرفشویی، دیگر نیروهای وارد بر مولکول ها از اطرافشان برابر نیست . پس چون نیرو های بین مولکول های آب بیش تر از نیرو های بین مایع ظرفشویی و آب است پس برآیند نیرو به سمت مولکول های آب مجاور می شود و مولکول های آبی که در اطراف مایع ظرفشویی قرار دارند بنا به f=ma شتابی به سمت مولکول های آب اطراف پیدا کرده و روی سطح آب جا به جا می شوند و چون این نیرو فقط در لحظه ی اول به وجود آمده بود فقط در یک لحظه مولکول ها جابه جا شده وسپس دوباره به سکون می رسند .

[طاهره خیابانی مقدم]

تعاریف مختلف از کشش سطحی :

•   مقاومت مايعات در برابر فرورفتن اشياي سبك به درون خود را كشش سطحي مي نامند.

•   كشش سطحي آب نتيجه به هم پيوستگي مولكول‌هاي آب به يكديگر از يك طرف و به هم پيوستگي مولكول‌هاي سطحي آب به مولكول‌هاي داخلي آب از طرف ديگر است.

•   كشش سطحي آب از پيوندهاي هيدروژني بين مولكول‌هاي آب بر مي‌خيزد. اين پيوندها مولكول‌هاي آب را كنار هم نگه مي‌دارند.

•   نیروی چسبندگی بین مولکول ها که سبب می‌شود سطح مایع بصورت پیوسته کشیده شود، رفتار کند و این کشش سطحی نامیده می‌شود.

•   كشش سطحي يك خصوصيت مهم آب مي‌باشد. مولكول هاي درون حجم يك مايع به طور مساوي در همه جهات متوسط موكول هاي احاطه كننده جذب مي‌شود. بنابراين، مولكول هاي سطح يك مايع تنها به داخل و جوانب جذب مي‌شوند. اين جذب مولكولي نامتعادل مقداري از مولكول‌هاي سطحي را به داخل حجم مايع مي‌شود و يك شرايط متعادل زماني كه ناحيه سطحي به مينيمم كاهش مي‌يابد، بدست مي‌آيد. سطح يك مايع رفتاري نظير يك شيء تحت تغيير شكل يا كشش دارد. اين نيرو كشش سطحي ناميده مي‌شود، ممكن است كشش سطحي را به عنوان عاملی كه باعث فشرده شدن يا منقبض شدن سطح يك مايع مي‌شود تعريف كنيم. سطح يك مايع به صورت يك قشر تحت كشش يا طويل عمل مي‌كند.

•   ميزان بي‌علاقگی مايعات به افزايش سطح را کشش سطحی مي‌گويند.

•   کشش سطحی ( Surface tension یا adhesion) نيرويي است که بين ِ مولکول های يک مايع وجود دارد. کشش سطحی را با γ نشون می دهند و واحد آن ارگ بر سانتيمتر مربع (erg/cm2) است . کشش سطحی هميشه سعی می کند که مساحت ِ مايع را کم کند. يعنی جوری که اگر کسی روی مايع راه برود هيچ چاله ی مکنده ای روی سطح نبيند. 

•   کشش سطحی = (مساحت / تعداد مولکولها) ( مولکول  / انرژی کشش) 

•   ضریب کشش سطحی به صورت نیروی وارد بر واحد طول لایه تعریف می شود: δ = F / 2L

•   کشش سطحی عبارت است از جاذبه ی متقابل مولکول های آب

•   کشش سطحی خصوصیت ویژه ی سطح مرزی بین دو فاز است و آن عبارت است از نیروی کششی که در سطح مایع اعمال می شود و به طور ثابت تمایل به کاهش حجم آن تا بزرگترین اندازه ممکن را دارد. واحدهای مورد استفاده کشش سطحی همان واحدهای نیرو است که در سیستم CGS ، دین و درM KS ، نیوتن است .

•   کشش سطحی یک کمیت قابل اندازه گیری بیانگر فعالیت سطحی مواد می باشد و متاثر از اتم های سطحی و انرژی  این اتم ها و هم چنین الکنرون های لایه ی  ظرفیت است.

•   مولکول هاي آب با نيروهاي چسبندگي يکديگر را مي ربايند که به این نیرو کشش سطحی می گویند .

(خواهشمندم کمک کنید تا تعریفی جامع و کامل از کشش سطحی به دسا آید.)

[طاهره خیابانی مقدم]

آزمایش هایی در رابطه با کشش سطحی آب

 شرح کار  آزمایش ها :

1)   مقداری آب تمیز در بشر یا کاسه بریزید و مقداری پودر گچ را به آرامی روی آن بپاشید.گچ ها روی آب میمانند.قطره ای مایع ظرفشویی را در وسط ظرف روی آب بریزید.چه اتفاقی می افتد؟ پودرها به اطراف پخش می شوند و سطح آب در اطراف قطره مایع ظرفشویی تمیز می شود اما گرده ها درون آب فرو نمی روند.
•   به نظر می رسد سطح آب در محل افتادن قطره مایع ظرفشویی پاره شده است. در واقع مایع ظرفشویی باعث کم شدن کشش سطحی آب میشود. به همین علت مولکول های سطح آب در اطراف قطره، به اطراف کشیده می شوند و گرده های گچ را هم با خود به اطراف می برند.

2)   مقداری از محلول آب و مایع ظرفشویی را در بشر یا کاسه بریزید. مراقب باشید محلول کف نکند.حلقه ای از مفتول سیمی بسازید و مانند شکل، نخی را به آن گره بزنید. حلقه را درون محلول فرو کنید و پس از چند ثانیه آن را به آرامی بیرون بکشید. حباب نازکی روی آن را می پوشاند ( وجود کف روی این حباب باعث سست شدن آن و خراب شدن آزمایش می شود). حال با دقت به کمک یک سوزن تمیز یا نوک مداد حباب یک طرف نخ را بترکانید. حباب طرف دیگر، نخ را بکشید تا حلالی تشکیل شود و آن را بزرگ و کوچک کنید.
•   حباب نازک، به خاطر وجود کشش سطحی می خواهد مولکول هایش را به جمع ترین شکل ممکن در آورد و کمترین سطح را اشغال کند. به همین دلیل نخ را به سوی خود می کشد و به شکلی که می بینید در می آید. این قسمت از آزمایش جالب است اما ممکن است توضیح آن برای دانش آموزان کمی سخت است. مقداری الکل درون بشر یا کاسه بریزید.یک قطره روغن درون الکل بچکانید. اگر قطره در آن شناور نشد، مقداری آب به الکل اضافه کنید تا جائی که قطره روغن در محلول غوطه ور شود. غوطه ور شدن قطره روغن در محلول آب و الکل، مانند آن است که قطره در حالت بی وزنی است.

3)   مقوای کارتن یا کارتن پلاست را به صورت قایق ببریدا(اگر از کارتن استفاده می کنید، ترجیحا یک روی آن را کاملا با نوار چسب بپوشانید). می خواهیم این قایق را روی سطح آب به حرکت درآوریم، پس به یک مخزن سوخت نیاز داریم. برای این کار سوراخی را در عقب قایق ایجاد می کنیم و برای آن یک اگزوز هم درنظر می گیریم. ، قطر مخزن باید 2 برابر ضخامت اگزوز باشد. حال قطره چکان را از محلول آب و مایع ظرفشویی پر کنید و قایق را روی سطح آب بگذارید (اگر قایق را از کارتن ساخته اید، آن را از طرف چسبی آن در آب بگذارید تا کارتن خیس نشود). حال به آرامی به کمک قطره چکان یک قطره از محلول را درون مخزن بریزید. ( می شود این گونه هم ساخت : یک قایق کاغذی بسازید. یک شکاف در عقب قایق به وجود آورده و تکه ای صابون را در آن قرار دهید. این قایق را روی سطح آرام آب در یک ظرف بزرگ قرار دهید. کاهش کشش سطحی در عقب قایق و کشش سطحی آب از جلوی قایق باعث حرکت آرام قایق می شود. در واقع صابون به عنوان سوخت قایق به کار رفته است.)
•   قایق به آرامی به جلو حرکت می کند. همان طور که در قسمت اول آزمایش سطح آب در محل قطره پاره می شود و میخواهد از هم باز شود. ولی وجود قایق روی سطح آب مانع از این می شود و مولکول های آب فقط می توانند از طریق اگزوز قایق از زیر آن فرار کنند. همین اتفاق باعث جلو رانده شدن قایق می شود. در واقع این پدیده مانند حرکت رو به جلوی جت است، که خروج گازهای داغ از انتهای آن باعث جلو رانده شدن جت می شود. اگر از ابتدا قایق را کمی بزرگتر ببرید و برای آن دو مخزن سوخت درنظر بگیرید، می توانید آنرا به چپ و راست هم هدایت کنید.

4)   دو عدد چوب کبریت را به طور موازی و با فاصله کم روی سطح آب قرار دهید. نوک چوب کبریت سوم را آغشته به مایع ظرفشویی کرده و در میان این دو با سطح آب تماس دهید.
•   چوب کبریت ها به سرعت از هم دور می شوند. در واقع مایع ظرفشویی کشش سطحی را در بین دو چوب کبریت کاهش می دهد و کشش آب از دو طرف چوب کبریت ها را از هم دور می کند. در پديده ی كشش سطحي، مولكول هاي سطح مايع از سمت بالا بر روي آنها نيروي جاذبه وارد نمي شود، بنابراين به سمت درون مايع كشيده مي شوند و تجمع مولكول ها در سطح مايع بيشتر شده و مانند يك لاية مقاوم از فرورفتن اشياي سبك به درون آب جلوگيري مي كنند.

5)   محلولی از رنگ خوراکی (که در شیرینی پزی ها استفاده می شود) در آب بسازید. سپس قسمت انتهایی ساقه یک گل میخک تازه را بریده و آن را از قسمت بریده شده در این محلول قرار دهید. پس از 24 ساعت رنگ گلبرگ ها را مشاهده کنید.  برای به دست آوردن نتیجه جالب تر، ساقه گل را از و سط بشکافید و نصف آن را در یک محلول و نصف دیگر را را در محلولی با رنگ دیگر قرار دهید. این آزمایش ها را با گل های مختلف و گیاهانی مانند کرفس نیز می توانید تکرار کنید.
•   آب رنگی به دلیل داشتم کشش سطحی و خاصیت موئینگی از ساقه ی گیاه بالارفته و باعث می شود آ وندها و رگبرگ های گیاه رنگی شود.

6)   یک پارچ دهن گشاد را با کمی آب پر کنید. روی آن یک پارچه بگذارید و با کش آن را روی دهانه پارچ محکم کنید. سپس پارچه را با سرعت برگردانید. اگر با مداد نوکی سوراخ کوچکی در پارچه ایجاد کنید
•   آب برای مدت کوتاهی بیرون می‌ریزد، اما بعد از چند لحظه کشش سطحی و فشار هوا به کمک هم سوراخ را آب بندی می‌کنند و نشتی قطع می‌شود.

7)   یک لیوان یا شیشه با دهانه گشاد را روی میز قرار دهید و آن را تا لبه از آب پر کنید، به نحوی که آب لبریز نشود و دیواره خارجی لیوان خشک بماند. حال تعدادی سکه یا کلید را به آرامی داخل آب بیندازید.(از گیره ی ورق هم می توانید استفاده کنید)
•   خواهید دید که تعداد غیر قابل تصوری سکه در آب جای می گیرد بدون آن که آب از لیوان بیرون بریزد. در واقع کشش سطحی آب کمک می کند تا سطح آب برآمده شده و از لبه های لیوان هم بالاتر برود.

8 )   یک سیم را به صورت U در آوردیم و یک سیم دیگر به این سیم U شکل می بندیم به طوری که بالا و پایین برود سپس آن را درمایع آب و صابون فرو می بریم و بیرون می آوریم .
•   یک لایه حباب روی این سیم تشکیل می شود که اگر سیم U شکل را به صورت عمودی نگه داریم٬ آن سیمی که به صورت آزاد بسته بودیم آن قدر پایین می آید تا نیروی کشش سطحی وزن ناشی از این سیم را خنثی کند F = mg . توجه داشته با شید که لایه ی صابون در سطح  2L با میله در تماس است و ضریب ۲ هم در فرمول بالا به خاطر همین موضوع می باشد.

9)   دو یا سه پیمانه (160 میلی لیتر) مایع ظرفشویی و یک قاشق غذاخوری (15 میلی لیتر) گلیسیرین را در یک گالون (حدود 3.8 لیتر) آب مخلوط کنید. برای تولید حباب های با دوام تر می توانید این محلول را به مدت یک روز (یک هفته بهتر است) به حال خود بگذارید. چوب لباسی را طوری بصورت یک حلقه خم کنید که یک دسته برای نگهداشتن داشته باشد. تا آنجا که می توانید سعی کنید حلقه مدور باشد تا حباب ها بی نقص باشند.  تشت را از محلول پر کرده و حلقه را در آن بزنید. سپس حلقه را در تشت بصورت عمودی خم کنید و آن را از تشت بیرون بیاورید. غشائی از حباب باید در حلقه بوجود آمده باشد. حلقه را در هوا به حرکت درآورید تا یک حباب عظیم بوجود آید.
•   کشش سطحی موجب می شود که لا یه ی نازک ایجاد شده، همانند یک بالون کشیده شده، به درون کشیده شود. غشاء صابونی برای حجمی که در بر می گیرد، کم ترین مساحت ممکن را اختیار می کند. وقتی حباب در هوا شناور است و با اشیاء دیگر هیچ تماسی ندارد، شکل یک کره را می سازد. زیرا در میان شکل های فضایی که حجم برابری را در بر می گیرند، کره کم ترین مساحت را دارد. (باد یا ارتعاش شکل کره را به هم می زند)

10) نخی را گره بزنید و آرام بر سطح آب قرار دهید. سپس قطره ای مایع ظرف شویی در وسط آن بریزید
• نخ به صورت دایره در می آید و این به دلیل نیروی وارد شده بر نخ پس از پاره شدن کشش سطحی آب است که چون در همه جهات و به طور یکسان است باعث می شود نخ شکل دایره به خود بگیرد.

[طاهره خیابانی مقدم]

سایت هایی مفید در زمینه ی کشش سطحی :

در اين سايت با خواص ترموفيزيکي مواد سيال آشنا مي شويم . در سايت امکان انتخاب سيالي که در نظر مراجعه کننده مي باشد وجود دارد ، سپس مي توان خواصي مثل حرارت ، فشار ، دانسيته ، انرژي ، روانروي ، ويسکوزيته و کشش سطحي را در آن سيال بدست آورد
http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/

این هم کتاب دوجلدی بسیار ارزشمند در زمینه خواص فیزیکی و شیمیایی سطوح
http://rapidshare.de/files/20904876/POCIUS__A._V.__2002_._Adhesion_Science_and_Engineering__2_vols._.rar

کشش سطحی ونیروی مقاومت هوا در هنگام سقوط یک قطره خون سبب کروی شکل شدن آن می گردند.( انیمیشن هایی هم درباره ی پرش سیالات دارد )
http://www.nfstc.org/links/animations/images/blood%20spatters.swf

مشخصات بعضی از سوخت ها
http://www.aeropres.com/Flash_Opening/Products/products.swf

این انیمیشن فلش نشان می دهد چگونه دراثر افزایش دما آب بخار می شود.
http://tre.ngfl.gov.uk/uploads/materials/5532/Liquids.swf

این هم کاربرد کشش سطحی  :
http://www.cibasc.com/fla-ind-pc-theory-surface.swf
http://www.cibasc.com/fla-ind-pc-theory-wetting.swf
(توضیحی مختصر : در اغلب موارد چسبندگی مواد پلاستیکی به فلزات و یا دیگر مواد پلاستیکی و یا پرینت آسان روی سطوح مواد پلاستیکی مورد نیاز است. برای انجام موفقیت آمیز این چسبندگی مایعات و یا جوهرها به سطوح مورد نظر ، سطوح باید قابلیت رطوبت پذیری را داشته باشند.
(Wettability) بستگی به یک خاصیت ویژه سطوح به نام انرژی سطحی که اغلب به کشش سطحی نیز شناخته می شود دارد. انرژی سطحی مانند کشش سطحی با واحد mN/m اندازه گیری می شود. انرژی سطحی سطوح جامد بطور مستقیم نشان می دهد که چگونه یک مایع سطح را خیس می کند (انرژی سطحی نسبت مستقیم با خیس شدن سطح دارد) Wettability به صورت معکوس بوسیله اندازه گیری زاویه تماس نشان داده می شود.
هر چه Wettability بیش تر باشد زاویه تماس کم تر است) زاویه تماس ، زاویه بین خط مماس بر قطر ، در نقطه تماس و خط افق سطح تماس می باشد.
زمانی که یک قطره مایع بر روی یک سطحی افقی نرم قرار می گیرد زاویه صفر نشان دهنده خیس شدن کامل سطح می باشد و بر عکس اگر خیس شدن سطح جزئی باشد این زاویه بین صفر تا 180 درجه متغیر است. انرژی سطحی بالای سطح جامد که با کشش سطحی در رابطه است نشان دهنده این است که عمل Wettability سطح بهتر انجام می شود یعنی این که زاویه تماس فوق کوچک تر است برای چسبندگی یک قطره مایع به سطح جامد کشش سطحی باید در حدود mN/m 10-2 باشد.)
و یک مثال عملی تر : وقتی یک قطره چسب رو روی سطح چوبی می ریزیم این قطره با  سطح چوب  یک زاویه درست می کند که به آن زاویه ی تماس می گویند . اگرزاویه ی تماس کم باشد باعث می شود  قطره ی چسب بهتر پخش شود و سطح بیش تری را بگیرد و نفوذی هم به داخل چوب داشته باشد و چسبندگی را بهتر کند . هر ماده ای  کشش سطحی  (Surface Tension) دارد یعنی یعنی بین مولکولهایش چسبندگی وجود دارد و تمایل دارد که حالت گرد پیدا کند به خاطر همین روی سطح چوب  حالات گرد پیدا می کند و خوب پخش نمی شود . گفتم همه ماده ها کشش سطحی دارند! پس چوب هم دارد و اگر چوب  کشش سطحی بیش تری نسبت به کشش سطحی مایع داشته باشد باعث می شود که مایع را بهتر جذب کند و مایع یا همان  قطره چسب روی سطح بهتر پخش می شود ! ولی کشش سطحی چوب در کل کم است ! به خاطر همین برای این که چسبندگی خوبی داشته باشیم و چسب بهتر رو سطح پخش شود ما باید کشش سطحی چسب را کم کنیم . پس هر چه کشش سطحی چسب کمتر باشد برای پخش شدن بهتراست ! کشش سطحی چوب از آب کم تراست ، اگر چوب را مرطوب کنیم باعث می شود که کشش سطحی چوب افزایش پیدا کند و چسبندگی بهترشود! ولی  به همین راحتی هم نیست چون اگر رطوبت زیاد باشد وقتی چسب روی چوب قرار می گیرد بر اثر رطوبت زیاد چوب کیفیت خود را از دست می دهد و  قدرت قبل را ندارد و یا ممکن است که بر اثر حرارت زیاد که زیر پرس داریم  به خصوص برای چسب های ترموست که یک مرحله کاهش ویسکوزیته ی چسب داریم باعث شود چسب زیادی وارد چوب بشود و اتصال را ضعیف کند. رطوبت چوب بسیار مهم است معمولا باید از 8 % بیش تر نباشد !

[طاهره خیابانی مقدم]

علت کروی بودن قطره :

خیلی پدیده‌های ساده هستند که ما از آن‌ها تصور درستی نداریم. یکی از این پدیده‌‌ها قطره‌ی باران هست.  بیش‌تر مردم اگر بخواهند شکل قطره ی باران را بکشند چیزی شبیه شکل زیر را می کشند.

 که کاملن غلط هست. علت این که ما چنین تصور غلطی داریم احتمالن به خاطر دیدن قطره‌ی اشک یا قطره روی ظرف آشپزخونه هست. حالا واقعن قطره‌ی باران چه شکلی هست؟
خوب شکل قطره بستگی به اندازه‌اش داره. قطره اگر خیلی کوچک باشه کروی می‌شه. اگر خیلی بزرگ باشه، نیروی ایرودینامیکی هوا اون را پاره می‌کنه. ولی یک قطره‌ی بزرگ باران تقریبن این شکلی هست. سطح بالایی قطره تقریبن یک نیم‌کره و سطح پایینی تقریبن تخت هست. این که چرا قطره‌ی باران این شکلی هست نیاز به تحلیل نیروی ایرودینامیکی هوا و کشش سطحی قطره داره.

هنگامی که قطرات آب داخل یک لیوان و یا دریاچه قرار دارند،جاذبه ی زمین آن ها را به سمت زمین می کشد و آنان را به شکل ظرفی که در آن قرار دارند بدل می کند.
اما در فضا،تاثیرات جاذبه کاملاً متفاوت است: جسمی که در یک مدار قرار دارد نیز بدون شک تحت تاثیر جاذبه می باشد اما این جسم در حالت سقوط آزاد قرار دارد و به پهلو حرکت کرده و به سمت زمین سقوط می کند و این اتفاق آنان را به شکلی مشابه حالت بی وزنی در می آورد.
در فضا،کشش سطحی، قطرات آب را به شکل کره و گوی هایی در می آورد. علت این امر را می توان در ملکول های مغناطیس مانند سطح آب جستجو کرد که سبب می شود که این سطح همانند پوست دارای خاصیت ارتجاعی و کشسان باشد. در واقع هر ملکول توسط نیرویی که از ملکول های همسایه ی خود دریافت می کند جذب می شود  و لازم به ذکر است که این نیرو ،برای تمامی ملکول ها یکسان است.در نتیجه این ملکول های به هم چسبیده و خواهان آن هستند که کم ترین فضای ممکن را اشغال کنند و این کم ترین فضا به معنی قرار گرفتن در ترکیبی کره ای شکل است.

[طاهره خیابانی مقدم]

آب مایه حیات و بركت در روی زمین

 بسیاری آیات توجه ما را به وظیفه بخصوصی از باران یعنی «دادن حیات به زمین مرده» جلب می‌كنند. در آیات 48 و 49 سوره فرقان خداوند می‌فرماید:
وَهُوَ الَّذِی أَرْسَلَ الرِّیَاحَ بُشْرًا بَیْنَ یَدَیْ رَحْمَتِهِ وَأَنزَلْنَا مِنَ السَّمَاء مَاء طَهُورًا - لِنُحْیِیَ بِهِ بَلْدَةً مَّیْتًا وَنُسْقِیَهُ مِمَّا خَلَقْنَا أَنْعَامًا وَأَنَاسِیَّ كَثِیرًا
«و او خدایی است كه بادها را برای بشارت پیشاپیش رحمت خود فرو فرستاد و از آسمان آبی برای شما نازل كردیم تا با آن باران زمین خشك و مرده را زنده سازیم و آنچه آفریدیم از چهارپایان و آدمیان بسیاری را سیراب گردانیم»
باران علاوه بر مزین كردن زمین با آب، اثر كود دهی نیز دارد. قطرات باران شامل مواد بخصوصی است كه به زمین مرده حیات می‌دهد. این قطرات «حیات‌دهنده» را «قطرات كشش سطحی» گویند. قطرات كشش سطحی، روی سطح دریا (كه توسط زیست‌شناسان میكرولایه نامیده می‌شود) تشكیل می‌شوند. در این لایه كه ضخامت آن كمتر از 1/0 میلیمتر است، بسیاری بقایای آلی ناشی از آلودگی‌های جلبكها و زوپلانكتونها وجود دارد. برخی از این بقایا جدا می‌شوند و برخی عناصر كمیاب دریا از قبیل فسفر، منیزیم، پتاسیم و برخی فلزات سنگین از قبیل مس، روی، كبالت و سرب را درون خود جمع می‌كنند. این قطرات سنگین كودی توسط بادها به آسمان می‌روند و سپس داخل قطرات باران به زمین می‌‌آیند. دانه‌ها و گیاهان روی زمین، نمكهای فلزی و عناصر بیشمار لازم برای رشدشان را در این قطره‌ها می‌یابند.

[طاهره خیابانی مقدم]

دلیل باریک شدن آب هنگام ریزش :

آبي كه از شير خارج مي شود هر چه پايينتر مي رود باريكتر مي شود . آب به اين دليل باريك مي شود كه سرعتش ضمن پايين رفتن زياد مي شود و هم چنین دارای كشش سطحي است . تعداد ليترهايي كه در يك دقيقه از T دربالا و B در پايين مي گذرد يكسان است . اما به دليل شتاب سقوط ، سرعت آب درB بيشتر است ، بنابراين جريان آن در آن جا باريكتر است . اما اين توضيح هنوز كافي نيست . چرا  آبي كه به پايين سقوط مي كند به صورت باريكه هاي جدا از هم در نمي آيد ؟ زيرا كشش سطحي ، باريكه هاي جداگانه را به هم نگه مي دارد ، درست مثل موهاي برس هنگامي كه خيس هستند . براي اينكه آب به صورت باريكه هاي جدا از هم در بيايد بايد آن را از چيزي شبيه به الك عبور دهيم (مثل دوش حمام) .  هر چه آب بيشتر سقوط مي كند جريان باركتر مي شود و درنهايت به صورت قطرات جدا از هم در مي آيد . اين امر به حركت آب بستگي ندارد ، بلكه كلاً مربوط مي شود به اثر كشش سطحي كه مي كوشد مساحت سطح كل را كاهش دهد . همين موضوع هنگامي كه شما سعي مي كنيد باريكة بلندي چسب را روي يك سطح تخت بماليد رخ مي دهد و در اينجا بقيناً باريكة چسب در حال حركت نيست و كل اين پديده در اثر كشش سطحي به وقوع مي پيوندد .

[davoodrajabi]

با سلام.مطلب جالبی بود اما فکر نمی کنید به کار بردن :
"كل اين پديده در اثر كشش سطحي به وقوع مي پيوندد" یک مقدار دارای اشکال باشد؟
من فکر می کنم عوامل دیگری نیز تاثیر گذار هستند که یکی از آنها کشش سطحی  می باشد.
موفق باشید.

[طاهره خیابانی مقدم]

ولی به نظر من درست است در صورتی اشتباه بود که گفته می شد تمام این پدیده ها فقط در اثر کشش سطحی پدید می آیند، عامل اصلی کشش سطحی است و این جا ذکر نشده که عوامل دیگر تاثیر گزار نیستند.
لطفاً عوامل تاثیر گزار و هر آن چه در باره ی کشش سطحی را می دانید بیان بفرمایید.

[davoodrajabi]

به نظر شما نمی توان مثلاً این گونه بیان نمود که چون گرانروی ماده آب نسبت به مواد دیگر کمتر است از این تحت تاثیر سقوط از ارتفاع معینی در اثر اعمال نیروها کمتر می تواند از خود مقاومت نشان دهد از این رو به باریکه منتهی می گردد.
به این معنی که باریک تر از هنگامی که در بالا قرار داشته است.
موفق باشید

[طاهره خیابانی مقدم]

اتفاقاً به نظرمان هرچه گران روی ماده ای بیش تر باشد بیش تر باریک می شود در انتها همانند عسل زیرا نیروی وزن بیش تری دارد هر جسمی که گران روی بیش تری دارد!

[طاهره خیابانی مقدم]

خودآرایی و خاصیت کشش سطحی !

خودآرايي يک روش ساخت پايين به بالا است که در آن اتم‌ها يا مولکول‌ها با ارتباطات فيزيکي يا شيميايي خود را به شکل يک ساختار منظم نانويي درمي‌آورند. ايجاد بلور نمک يا دانه‌هاي برف، با آن ساختارهاي پيچيده، مثال خوبي براي خودآرايي است.

خودآرايي به وسيله ی نيروهاي مويينگي
گروهي از محققان دانشگاه هاروارد، چند سيستم خودآرا را طراحي و بررسي کرده‌اند. بسياري از اين سيستم‌ها بر پاية اتصالات مويين عمل مي‌کنند. اين اتصالات از دو ويژگي مربوط به آب بهره مي‌برند:
 1. اشياي کوچک روي آب يکديگر را جذب مي‌کنند. در اين حالت، ذرات نيروي جاذبه‌اي را در بين خود احساس مي‌کنند. منشأ اين نيرو کجاست؟ بله، منشأ اين جاذبه نيرويي است به نام «کشش سطحي» مولکول‌هاي آب. اگر يادتان باشد، يکي از اثرات کشش سطحي آب اين بود که حشرات سبک مي‌توانستند روي آب راه بروند. اين جاذبه‌اي هم که ذکر شد يکي ديگر از اثرات کشش سطحي آب است که به خاطر جاذبة بين مولکول‌هاي آب و جسم و هم چنين جاذبة بين خود مولکول‌هاي آب ايجاد مي‌شود.

2. وقتي دو سطحِ آب‌گريز با يکديگر برخورد مي‌کنند، تماس خود را حفظ مي‌نمايند. علت اين پديده با نيروي بين دو سطح آب‌گريز و همچنين اثر کشش سطحي آب مرتبط است.
يک مثال خوب براي اين روش، هات‌‌داگ‌هاي دکتر کمپبل است که در شکل زير نشان داده شده‌اند.

مثال ديگر نيز استفاده از لِگوهاي شناور بر روي آب است که در شکل زير مي‌بينيد.

[طاهره خیابانی مقدم]

نکاتی درباره ی کشش سطحی مایعات

•   یکی از کار های توماس يانگ  مطالعه بر نيروي كشش سطحي مايعات و نيز نيروي كشش در جامدات است و به دليل كارهاي علمي او در اين مورد ضريب كشساني موسوم به "مدول يانگ " را به نام او انتخاب كرده اند.

•   ویژگی های برجسته ی آب مثل نقطه ی ذوب و جوش نسبتاً بالا، ظرفیت گرمایی و گرمای نهان تبخیر زیاد و کشش سطحی زیاد مربوط به وجود نیروی جاذبه ی نسبتاً قوی میان مولکول های H2O به نام پیوند هیدروژنی است. مایعاتی که نیروهای بین مولکول قوی تری دارند، کشش سطحی بهتری نیز دارند. مولکول های آب می‌توانند پیوند هیدروژنی تشکیل دهند و به همین دلیل نیروهای بین مولکولی و کشش سطحی آب بسیار قوی می‌باشد.

•   علاوه بر جامد مايع و گاز و پلاسما حالت پنجم ماده چگالش بوز انيشتين است كه به اثرات كوانتومي اين دسته مواد مربوط است. در اين حالت ماده فاقد چسبندگي، كشش سطحي است و مي خواهد خود را در حداكثر سطح بگستراند و از ديواره هاي ظرف خود بالا مي رود. ظاهري شبيه مايع دارد و لي كاملاً مثل گاز ايده ال عمل مي كند و اگر آن را به حركت در آوريم تا ابد به حركت خود ادامه مي دهد. هليم ۴ در دماهاي بسيار پايين نمونه اي از آن است. حالت ششم ماده هم اخيرا كشف شده است.

•   بوهر در سال 1903 در رشته فيزيك دانشگاه كپنهاك نام نويسي كرد. در دانشگاه نيلز با انجام آزمايش هايي درباره نيروي كشش سطحي آب و اندازه گيري آن نيرو خود را ممتاز كرد و توانست به پاس انجام آن كار مدال طلاي آكادمي علوم و ادبيات دانمارك را به دست آورد.

•   یکی از مدل های اتمی، مدل قطره ایست که توسط نیلز بور(برنده جايزه نوبل ۱۹۲۲در زمينه اتم)وجان ويلر ارائه شده است . در اين مدل هسته را مشابه يک قطره کره ای شکل فرض ميکنند . می دانيم که آن چه سبب کروی ماندن قطره مي گردد نيروهای کشش سطحی قطره هستند .
•   سطح کره با حجم آن متناسب خواهد بود  بنابراين با چنين استدلالی مي توان گفت که بين نيروهای نگهدارنده نوکلئون های هسته و نيروهای کشش سطحی که مايع را کروی نگه مي دارند شباهت وجود دارد.که نيروهای نگه دارنده هسته دارای خصوصيات زيراست:
•   داری برد کوتاه
•   ۲-نيروی درون هسته بسيار قويتر از نيروی الکترواستاتيک بين نوکلئون ها
•   اين نيروها مستقل هستند از جفت شدگی ساير نوکلئون ها
•   اين نيرو محدود است وهر نوکلئون فقط می تواند نزديکترين نوکلئون های خود را جذب کند
•   ما به کمک مدل قطره ای مي توانيم تغييرات انرژی همبستگی را با عدد جرمی در نقا طی ک منحنی دارای پيوستگی است توضيح دهيم.

•   دترجنتهای نانیونیک موجود در برخی از پودرهای ماشین ظرفشویی باعث کاهش کشش سطحی آب و در نتیجه به حداقل رساندن لکه های املاح آب روی ظروف می شود.

 •   یکی از دلایل تشکیل گرداب کشش سطحی و مولکولی آب و دیگری خاصیت مویینگی آب است .علاوه بر آن آب همیشه دوست دارد به سمت باریک تر حرکت کند ، در نتیجه گرداب به سمت پایین کشیده می شود ، دلیل این که در کدام جهت هم می چرخد نیز بستگی به قطبین دارد ، چون آب مولکولی ذاتاً قطبی است و می توان چرخشش را واکنش قطب های آب نصب به قطبین دانست ، دقیقاً مثل طرز کار پنکه

•   با اضافه کردن صابون به آب, نيروي کشش سطحي کاهش مي يابد و پوسته  ی سطح آب منبسط مي شود. وقتي داخل حلقه هوا مي دميم تا حباب بسازيم, اين پوسته به راحتي کشيده و حباب تشکيل مي شود. 

•   محدب یا مقعر بودن سطح مایعات بستگي به ميزان نيروي كشش بين مولكولي ؛( بين ملكول هاي مايع) و نيروي پيوستگي بين مايع و جداره ظرف دارد.اگر نيروي بين مولكولي بر نيروي پيوستگي غالب باشد؛ سطح مايع مقعر مي شود و اگر نيروي پيوستگي بر نيروي بين مولكولي غالب باشد؛ سطح مايع محدب مي شود.

[طاهره خیابانی مقدم]

ضد حباب

یک حباب صابون در هوا، لایه نازکی از مایع است که با هوا احاطه شده است. اما از آن جا که " ضد حباب "، ضد حباب است، لایه نازکی از هوای درون مایع است که توی آن هم پر از مایع است.
توجه کنید که ضد حباب، با یک حباب معمولی هوای توی مایع فرق داردها! حباب معمولی فقط هواست که دورش را آب گرفته است. اما درون و بیرون ضد حباب، مایع است. ضد حباب وقتی درست می‌شود که یک " گلوله " یا قطره آب در حالیکه یک لایه نازک هوا دورش را گرفته است، با فشار از سطح مایع رد شود. به این شکل نگاه کنید تا درست متوجه بشوید.

بعضی از ویژگی های ضد حباب ها

 چون ضد حباب‌ها مقداری آب با یک پوسته نازک هوا هستند، از مایعی که آنها را احاطه کرده است سبک ترند. برای همین می‌توانید به راحتی آنها را از حبابهای معمولی تشخیص بدهید. حباب هوای معمولی فوراً به سطح مایع می‌آیند، مثل حبابهای نوشابه! اما ضد حبابها یواش یواش به سطح می‌آیند. حتی اگر مایع درون ضد حباب از مایع اطرافش سنگین تر باشد، ضد حباب همان پایین می‌ماند. اما اگر یک ضد حباب بترکد، چیزی که از آن باقی می‌ماند یک مشت حباب ریز هواست که به تندی بالا می‌روند.

چطور ضد حباب درست کنم؟

درست کردن ضد حباب یک فوت و فنهایی می‌خواهد! اما با کمی تمرین هر کسی می‌تواند موفق شود. برای این کار یک بطری پلاستکی با در فشاری، مثل بطری سس گوجه فرنگی، احتیاج دارید. باید آن را خوب تمیز کنید. سوراخ در بطری باید به اندازه 2 تا 3 میلی متر گشاده باشد.
حالا یک ظرف شیشه ای شفاف را با آب پر کنید و کمی مایع شوینده به آن اضافه کنید. بهتر است محلولتان از محلول حباب صابون رقیق تر باشد.
حالا این آب صابون را درون بطری بریزید. کف صابون روی آب ظرف را هم بگیرید و آماده باشید!
باید آب درون بطری را با زاویه ای حدود 45 درجه به آب درون ظرف فواره کنید. برای این کار جریان قوی مایع لازم است اما نباید خیلی محکم فشار بدهید. در واقع باید آن قدر قوی باشد که کره ای از سیال درون بطری، بدون شکستن کشش سطحی، به سیال درون ظرف وارد شود.
اگر آرام فشار بدهید فقط چند حبابک آب روی سطح تشکیل می‌شود که می‌توانید تا زمان ترکیدنشان آنها را تماشا کنید. بعد محکم تر فشار بدهید، این کار باعث می‌شود حباب ها به درون آب رانده شده و ضد حباب شوند.
اگر موفق نشدید، ناامید نشوید. کمی طول می‌کشد تا استاد شوید! اغلب آدم‌ها بعد از یک ربع تلاش فوت و فن کار دستشان می‌آید. چیزهای ( یعنی متغیرها! ) مهم دمای آب، مقدار صابون، سختی و ph آب و رطوبت نسبی هوا و چند تا چیز دیگر هستند. اگر باز هم موفق نشدید، آب صابون را عوض کنید، اتاقتان را عوض کنید، با دست دیگر امتحان کنید یا اصلا بدهید کس دیگری این کار را بکند! اما تسلیم نشوید.

چند حقه جالب با ضد حباب ها

 اگر کمی نمک به آب بطری تان اضافه کنید، ضد حبابها در ته آب می‌مانند. اگر رنگ خوراکی به آب بطری بزنید هم ضد حباب رنگی خواهید داشت. این خودش راه خوبی است که به دوستانتان ثابت کنید ضد حبابها حاوی هوا نیستند بلکه پر از مایع اند.
یک لایه عسل در ته ظرف آب، بالش خوبی برای فرود ضد حبابهای نمکی است که باعث می‌شود در اثر برخورد با کف ظرف نترکند. چه می‌دانم؟ شاید حتی بتوانید ضد حبابهایتان را یخ زده هم کنید!

 
حالا اصلاً چرا باید به ضد حبابها اهمیت بدهیم؟

شاید فکر کنید خوب که چی؟ اینها همه اش وقت تلف کردن بچه گانه است. خوب شاید شما کارهای خیلی مهمی داشته باشید ولی من فکر می‌کنم ضد حبابها خیلی مهم هستند! لااقلش این است که به ما یاد می‌دهند حتی ساده ترین چیزها می‌توانند ما را متعجب کنند. اما مهندسین تعجب و غافلگیر شدن را دوست ندارند!
 در واکنشهای کنترل شده هسته ای که در راکتورها رخ می‌دهند، حرارت عظیمی تولیدی با جریان آب کنترل و به دقت دنبال می‌شود. در بعضی از این سیستمها دستگاهی هست که تعداد حبابهای درون لوله های خنک کننده را می‌شمارد. یک سنسور حبابها را می‌بیند، اندازه می‌گیرد و می‌شمارد. از این طریق " کسر خالی " آب به دست می‌آید.
  کسر خالی نشان می‌دهد چقدر از آب، در واقع پر از هواست و چه اثری روی ظرفیت حرارتی جریان آب دارد. چون هوا ظرفیت بسیار کمتری از آب دارد وباید متغیرهای کنترلی را با توجه به مقدار هوا تنظیم کرد. حالا فکر کنید حبابهای شمرده شده در واقع ضد حباب باشند! چه اتفاقی می‌افتد؟ ضد حبابها مهم نیستند؟!

منبع : سایت تبیان

[طاهره خیابانی مقدم]

چطور بدون اين که حباب بترکد می‌توان انگشت را داخلش کرد ؟