Yüzey Gerilimi ve Kılcallık

Yüzey Gerilimi : Sıvı yüzeylerinin kohezyon kuvvetinin etkisi ile zar gibi davranmasıdır. Yüzey gerilimi konusunu daha iyi anlamak için Yüzey gerilimi ve kılcallığın oluşmasını sağlayan adezyon ve kohezyon kuvvetlerini bilmemiz gerekir.

Adezyon(Yapışma): Farklı cins moleküllerin birbirine yapışmasına adezyon denir. Adezyon ve kohezyon kuvvetleri moleküller arası çekim kuvvetleridir. Bu kuvvetlerin sebebi elektriksel kuvvetler ve kütle çekimi kuvvetidir.

Adezyon günlük hayatta birçok olayda karşımıza çıkar, Örneğin;

Yağmur yağdıktan sonra su damlacıklarının cama yapışması

Banyodan çıktıktan sonra vücudumuzda su damlacıklarını kalması,
Duvara sürülen boyanın yapışması
Yüzdükten sonra saçlarımızın birbirine yapışması
Çay tabağı ve çay bardağının aradaki sudan dolayı birbirine yapışması adezyona örnektir

Kohezyon(Birbirini tutma)

Aynı cins moleküllerin arasındaki çekim kuvvetine kohezyon denir. Kohezyon kuvvetinin oluşmasının sebebi de elektriksel ve gravitasyonel kuvvetlerdir. Kohezyon kuvvetinin en güzel örneği su damlasının küresel bir yapıda dağılmadan durmasıdır. Su damlacıklarının bir arada durması kohezyon kuvvetine örnek, su damlacıkların farklı moleküllere yapışması adezyon kuvvetine örnektir.

Yine kohezyon kuvvetine örnek olarak cıva damlacıklarını bir araya getirdiğimizde daha büyük bir cıva damlası oluşur.

Islanma Şartı: Cisimlerin ıslanmasın da adezyon ve kohezyon kuvvetleri etkilidir. Örneğin bir kumaşı ıslatmaya çalışalım , kumaşın ıslanması için adezyon kuvvetinin kohezyon kuvvetinden büyük olması lazım. Adezyon büyük olursa su molekülleri kumaşa yapışır ve ıslanır.

Aşağıdaki şekilde su dolu bardakta üç farklı şeklin oluştuğunu görüyoruz. Bardaklarda farklı şekillerin oluşma sebebi adezyon ve kohezyon kuvvetleridir.

1. şekilde adezyon = kohezyon kuvvetleri eşit

2. şekilde adezyon > kohezyon çünkü su cama yapışmış

3. şekilde kohezyon > adezyon çünkü su molekülleri bir arada kalabilmiş.

Yüzey Gerilimi

Yüzey gerilimi sıvı yüzeylerinin kohezyon kuvvetinin etkisi ile zar gibi davranmasıdır. Sıvı yüzeyinde ince zar gibi bir tabaka vardır. Bu tabaka delinmez ise üzerinde cisim durabilir. Örneğin su üzerinde yürüyen böcekler veya bir atacı su üzerine zarı delmeden bırakırsak su üzerinde kalır.

Birkaç örnek verecek olursak;

Suya batırılan bir fırçanın sudan çıkarılırken kıllarının birbirine yapışması.
Ebru sanatı icra ederken bırakılan boyaların su üzerinde kalması
Su üzerinde yüzen yapraklar

Yüzey Gerilimini etkileyen Faktörler

1-) Sıvını cinsine bağlıdır: Sıvı maddelerin eşit sıcaklıkta yüzey gerilimleri birbirinden farklıdır. örneğin cıvanın yüzey gerilimi 0,44 N/m , suyun yüzey gerilimi 0,073 N/m dir.

2-) Sıcaklık: Sıcaklık ve yüzey gerilimi ters orantılıdır. sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalır.

3-) Sabun ve Deterjanlar: Sabun ve deterjanlar yüzey gerilimini azaltır.

4-) Yoğunluk: Kullanılan sıvının yoğunluğu arttıkça yüzey gerilimi artar. Örneğin suya tuz karıştırırsak yüzey gerilimi artar.

Kılcallık

Adezyon ve kohezyon kuvvetlerinden dolayı sıvıların ince borularda yükselmesi olayına kılcallık denir. Örneğin su dolu bir bardağa ince cam boru batırırsak su bir miktar cam boru içerisinde yükselir. Bunun sebebi su ve cam molekülleri arasındaki adezyon kuvvetinin, su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetinden büyük olamasıdır.

Aynı gözlemi cıva için yaparsak, cıvanın kılcal boru içerinde alçaldığını görürüz. çünkü cıva molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti, cıva ve cam molekülleri arasındaki adezyon kuvvetinden daha büyüktür.

Kılcallık olayında kullanılan sıvının cinsi ve borunun ince olması önemlidir. Kullanılan boru ne kadar ince olursa sıvılar o kadar yükselir veya alçalır.

Örnekler;

Gaz lambasında gaz yağının fitil de yükselmesi
Bitkilerde kökten alınan suyun üst kısımlara kadar taşınması
Peçetenin ve süngerin suyu çekmesi
Şekerin ucunu ıslattığımız da tamamının ıslanması

FİZİK

9. SINIF