Kas yra paviršiaus įtempimas?

Paviršiaus įtempis yra sanglaudos jėga, kurią rodo skysčio molekulės. Ši jėga leidžia skysčio paviršiui tam tikru laipsniu atsispirti jį veikiančioms išorinėms jėgoms. Būtent šis pasipriešinimas leidžia, pavyzdžiui, sąvaržėlę plūduriuoti ant vandens stiklinės paviršiaus, net jei sąvaržėlės tankis didesnis nei vandens. Įtempimas skiriasi priklausomai nuo skysčio ir kitų veiksnių, tokių kaip temperatūra.

Skysčio polinkis turėti paviršiaus įtempimo savybę atsiranda dėl traukos, kurią skysčio molekulės turi viena kitai. Skysčio viduje kiekviena molekulė yra apsupta kitų molekulių ir kiekviena vienodai pritraukia visas kitas supančias molekules, todėl grynoji jėga yra lygi nuliui. Tačiau skysčio paviršiuje esančios molekulės nėra apsuptos kitų molekulių visomis kryptimis. Jie stipriau traukia šalia jų esančias molekules, sukurdami paviršiaus įtampą.

Vandens lašeliai susidaro dėl paviršiaus įtempimo, taip pat leidžia orui susidaryti burbuliukams skystyje. Kai skysčio paviršiuje esančios molekulės traukia kitas paviršiuje esančias molekules, skysčio tūris erdvėje linkęs suformuoti sferą, o nesant gravitacijos vandens lašeliai suformuoja tobulas sferas. Taip atsitinka todėl, kad sfera yra tokia forma, kurios paviršiaus plotas yra mažiausias tam tikram tūriui. Kai du maži lašeliai susiduria nesant gravitacijos, dėl molekulių pritraukimo prie kitų molekulių lašeliai susijungia į didesnį lašelį. Šią tendenciją kartais galima pastebėti ir esant standartinei Žemės gravitacijai.

Pailgos formos lietaus lašai atsiranda dėl gravitacijos traukos ant lašelių. Paviršiaus įtempimas yra labai silpna jėga, todėl lašeliai lengvai deformuojami veikiant gravitacijai ar kitoms jėgoms, tokioms kaip įcentrinės ar išcentrinės jėgos. Kai kurie vabzdžiai ir net gyvūnai prisitaikė pasinaudoti šia jėga, nors ir silpna. Vandens klaidos ir maži driežai, vadinami bazilikais, iš tikrųjų priklauso nuo vandens paviršiaus įtempimo, kad galėtų juo vaikščioti nenuskęsdami.

Skysčio paviršiaus įtempis, paprastai išreiškiamas dyne viename centimetre, yra jėgos dydis, reikalingas tam tikro skysčio paviršiui sulaužyti vieno centimetro linijiniu atstumu. Dinas yra energijos arba jėgos vienetas, apibrėžiamas kaip energijos kiekis, reikalingas vienam masės gramui pagreitinti vieno centimetro per sekundę kvadratu greičiu. Vienas dinas taip pat lygus tarptautiniam standartiniam (SI) mikroniutono vienetui.