overfladespændingsgradienter

Overfladespænding er et fænomen, der opstår ved grænsefladen mellem to faser, typisk en væske og en gas, eller mellem to umiskelige væsker. Det kan beskrives som den tendens, væskens overflade har til at opføre sig som en elastisk membran, der trækker sig sammen for at opnå den mindst mulige overfladeareal. Denne sammentrækning skyldes de attraktive kræfter mellem væskens molekyler. Ved overfladen er disse molekyler omgivet af færre væskemolekyler i forhold til molekylerne inde i væsken. Derfor er der en nettokraft, der trækker overflademolekylerne indad og sidelæns, hvilket resulterer i en spænding.

Overfladespænding er ansvarlig for mange dagligdags observationer. Det er grunden til, at små insekter kan gå på vandet, og hvorfor vanddråber antager en kugleform. Kugleformen er den form, der minimerer overfladearealet for et givet volumen. Overfladespænding spiller en væsentlig rolle i kapillærkræfter, som er ansvarlige for, at vand stiger op i tynde rør, som for eksempel i planter.

Måling af overfladespænding involverer typisk at måle den kraft, der kræves for at trække en genstand ud af væskens overflade, eller at observere formen på en dråbe. Overfladespændingen af en væske afhænger af temperaturen; den falder generelt med stigende temperatur. Væskens kemiske sammensætning har også en stor indflydelse. For eksempel har sæbe og andre overfladeaktive stoffer en tendens til at reducere overfladespændingen af vand betydeligt.