Istilah utama: tegangan permukaan·Sebutan: te-gang-an per-mu-ka-an·Bahasa Inggeris: surface tension
Jarum keluli yang lebih tumpat daripada air masih boleh kekal di permukaan jika diletakkan dengan cermat. Beratnya disokong oleh gabungan daya tegangan permukaan dan daya apungan, selagi permukaan air tidak ditembusi.
Jika sebatang jarum keluli dilepaskan terus ke dalam air, jarum biasanya tenggelam kerana ketumpatannya lebih tinggi daripada air. Namun, apabila jarum yang bersih diletakkan perlahan-lahan secara mendatar, permukaan air boleh melengkung ke bawah di sekelilingnya tanpa pecah. Dalam keadaan itu, jarum boleh kekal di permukaan.
Nota Istilahtegangan permukaan: Sifat antara muka cecair yang berkaitan dengan tenaga untuk menambah luas permukaan, dan boleh dinyatakan sebagai daya per unit panjang sepanjang permukaan.
Nota Istilahtegangan permukaan: Sifat antara muka cecair yang berkaitan dengan tenaga untuk menambah luas permukaan, dan boleh dinyatakan sebagai daya per unit panjang sepanjang permukaan.
Permukaan air bukan kulit pepejal
Molekul air saling menarik. Di dalam cecair, tarikan daripada pelbagai arah lebih seimbang. Pada permukaan, keadaan tarikan tidak sama seperti di bahagian dalam, lalu permukaan cenderung mengecilkan luasnya. Kesan makroskopik ini kita panggil tegangan permukaan. Gambaran seperti selaput anjal boleh membantu, tetapi air tidak mempunyai kulit pepejal sebenar.
← Leret untuk lihat rajah penuh →
Jarum membentuk lekukan pada permukaan air. Komponen menegak daya tegangan permukaan pada kedua-dua sisi, bersama daya apungan yang kecil, boleh mengimbangi berat jarum.
Jarum itu bukan menjadi kurang tumpat. Cara ia berinteraksi dengan permukaan air yang membolehkan beratnya disokong.
Jarum itu bukan menjadi kurang tumpat. Cara ia berinteraksi dengan permukaan air yang membolehkan beratnya disokong.
Daya pada garis sentuhan membantu menyokong jarum
Permukaan air yang melengkung bersentuhan dengan jarum sepanjang garis pada kedua-dua sisinya. Daya tegangan permukaan bertindak menyinggung permukaan pada garis sentuhan itu. Komponen menegaknya boleh bertindak ke atas. Air yang disesarkan oleh jarum turut menghasilkan daya apungan. Apabila jumlah daya ke atas mengimbangi berat jarum, jarum kekal pegun di permukaan.
Mengapakah sabun boleh menyebabkan jarum tenggelam?
Surfaktan dalam sabun mengurangkan tegangan permukaan air. Jika sokongan daripada permukaan menjadi terlalu kecil atau permukaan ditembusi, jarum tidak lagi dapat kekal pada antara muka dan akan tenggelam. Sebab itu demonstrasi ini sensitif terhadap pencemaran permukaan, cara jarum diletakkan dan gangguan pada air.
SkalaTegangan permukaan air tulen pada suhu bilik berada sekitar beberapa puluh milinewton per meter dan berkurang apabila suhu meningkat atau surfaktan ditambah. Nilai tepat bergantung pada suhu dan kandungan air.
SkalaTegangan permukaan air tulen pada suhu bilik berada sekitar beberapa puluh milinewton per meter dan berkurang apabila suhu meningkat atau surfaktan ditambah. Nilai tepat bergantung pada suhu dan kandungan air.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3
Mengapa jarum keluli boleh kekal di permukaan air walaupun lebih tumpat daripada air?