Oberflächenspannungsrechner

Oberflächenspannung ist die tangentiale Kraft je Längeneinheit entlang einer Flüssigkeitsgrenze. Moleküle im Inneren werden in alle Richtungen angezogen, während Oberflächenmoleküle eine unausgeglichene Anziehung nach innen erfahren. Die Grenzfläche versucht deshalb, ihre Fläche zu minimieren, und verhält sich ähnlich wie eine gespannte Membran. Für eine bekannte Oberflächenkraft F entlang einer wirksamen Kontaktlänge L gilt γ = F / L. Die SI-Einheit ist Newton pro Meter; Laborwerte werden häufig in Millinewton pro Meter angegeben. Die wirksame Länge muss zum Versuchsaufbau passen. Bei einer einzelnen Kontaktlinie zählt die tatsächlich benetzte Länge. Ein dünner Film mit zwei Flüssigkeitsoberflächen kann an zwei Grenzflächen Kraft beitragen, sodass die wirksame Länge doppelt so groß wie die physische Breite sein kann. Wilhelmy-Platten-, du-Noüy-Ring-, Kapillaraufstiegs- und Pendant-Drop-Verfahren verwenden jeweils geometriespezifische Beziehungen und Korrekturfaktoren. Dieser einfache Rechner setzt voraus, dass Kraft und gesamte wirksame Kontaktlänge bekannt sind und zum direkten Kraft-pro-Länge-Modell passen. Die Oberflächenspannung hängt von Flüssigkeit, umgebender Phase, Temperatur, Reinheit und gelösten Stoffen ab. Wasser hat bei Raumtemperatur einen vergleichsweise hohen Wert, viele organische Flüssigkeiten niedrigere Werte. Tenside reichern sich an Grenzflächen an und können die Oberflächenspannung deutlich senken. Verunreinigungen an Gefäß oder Sonde können daher Messwerte verändern. Mit steigender Temperatur sinken die Werte meist und nähern sich am kritischen Punkt null. Nutzen Sie die Berechnung für Unterrichtsaufgaben, Vorversuche und nachvollziehbare Umrechnungen zwischen Kraft, Länge und Spannung. Die gemessene Kraft muss um Sondengewicht, Auftrieb und Gerätetara bereinigt sein, soweit das Verfahren diese Korrekturen verlangt. Verwenden Sie Newton und Meter oder rechnen Sie beide Größen vorab um. Ein Wert in Dyn pro Zentimeter ist zahlenmäßig gleich einem Wert in Millinewton pro Meter, was Vergleiche mit älteren Quellen erleichtert. Bei kalibrierten wissenschaftlichen Messungen sind die Gerätemethode einzuhalten, Temperatur zu kontrollieren, Kontaktflächen zu reinigen, Messungen zu wiederholen und Unsicherheiten anzugeben, statt sich nur auf den angezeigten Quotienten zu verlassen.