POVRSINASKA NAPETOST

Osnovne pojave i njihovo objasnjenje

Jako je cesta pojava da predmeti tezi od vode ne tonu ako ih pravilno stavimo na povrsinu vode. Tako lagani metalni novcic, tanke aluminijske ploce pa cak i sivace igle plivaju po povrsini vode, iako bi prema Arhimedovu zakonu trebale tonuti. Slobodna se povrsina vode, a isto tako i mnogih drugih tekucina, ponasa kao da je na njoj tanka opna koja sprecava teske predmete da propadnu u dubinu. Ta se opna nalazi samo na povrsini i kada teski predmet probije tu opnu nastavlja tonuti po Arhimedovu zakonu.
Sve te pojave pokazuju da se slobodna povrsina slobodan povrsina tekucine nalazi u stanju napetosti. Postojanje te povrsinske napetosti ilustrirat cemo pomocu sljedeceg pokusa. U kruzni okvir zavezemo konac u labavu petlju. Okvir i petlju uronimo u sapunicu. Petlja ima u sapunici sasvim nepravilan oblik. No probusimo li sapunicu unutar petlje, petlja dobiva kruzni oblik.Iz mjehura sapunice djeluje dakle sila koja odvlaci konac radijalno prema van.

Minimalne povrsine

Napetost povrsine dakle je posljedica dodatne energije koju ima povrsina tekucine zbog djelovanja medjumolekularnih sila. Kako u prirodi svi procesi teze stanju minimalne potencijalne energije kao stabilnom stanju tako i slobodna povrsina tekucine nastoji zauzeti sto manju povrsinu konzizstentnu s uvijetima djelovanja vanjskih sila i granicama stejenke posude. Najmanju povrsinu za dani volumen ima kugla; prema tome bi svaka slobodan tekucina na koju ne djeluju vanjske sile i koja nije ogranicena posudom poprimila oblik kugle. I na Zemlji se voda i druge tekucine rasprsuju u kapljice, koje su medjutim zbog dijelovanja gravitacije i drugih sila izduzene.

Cvrsto tijelo

silama adhezije Da bismo razumjeli oblik povrsine tekucina na granici stijenka - tekucina, prisjetit cemo se osnovne cinjenice iz hidrostatike da slobodan povrsina tekucine uzima oblik povrsine okomite na rezultantu djelovanja svih sila. Kod granice stijenka - tekucina javljaju se, osim gravitacije i medjumolekularne sile adhezije i kohezije (sila izmedju molekula vode). Njihovim cemo djelovanjem objasniti pojave odstupanja oblika povrsine tekucine od vodoravnog.

Kapilarnost

Uronimo li tanku cijev u tekucinu, tekucina ce se u cijevi podici ili spustiti. Uronimo li cijev u vodu, tekucina ce se podici; uronimo li u je u zivu, tekucina ce se spustiti. Ta se pojava zove kapilarnost. Kapilarnost se objasnjava napetoscu povrsine.