ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि वे पानी से हल्के या कम घने होते हैं, इसका उत्तर है … सतही तनाव!
यही कारण है कि बुलबुले बनते हैं, यह है कि पानी एक केशिका ट्यूब के किनारों को कैसे क्रॉल कर सकता है, और यह वह है जो पानी के तार जैसे कीड़ों को तालाब की सतह पर बिना तोड़े चलने की अनुमति देता है।
सतह तनाव एक तरल के सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा है, और इस प्रकार एक तरल जितना संभव हो उतना छोटा सतह क्षेत्र रखना चाहता है। दूसरे शब्दों में, यह तरल के भीतर काम कर रहे आणविक बलों के कारण बाहरी बल का विरोध करने की सतह की क्षमता है। इन बलों में हाइड्रोजन बॉन्डिंग (मजबूत इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन) और फैलाव बल (कमजोर इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन) शामिल हैं।
इसके कई अन्य अद्वितीय गुणों में से, पानी की रासायनिक संरचना इसे एक बहुत अन्य तरल पदार्थों की तुलना में उच्च सतह तनाव - लगभग 72mN / m। उच्च सतह तनाव वाला एकमात्र तरल पारा है, 500mN/m पर। इस वजह से, सतह तनाव का प्रदर्शन करते समय पानी सबसे आम उदाहरण है, और हम इसे हर जगह क्रिया में देख सकते हैं।
पानी टेट्राहेड्रल संरचना में दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु से बना होता है, और यह विन्यास पानी के अणुओं को इलेक्ट्रोस्टैटिक बॉन्ड बनाने की अनुमति देता है - जिसे हाइड्रोजन बॉन्ड कहा जाता है - पड़ोसी अणुओं के बीच।
सतहों को अक्सर या तो हाइड्रोफिलिक (पानी से प्यार करने वाला) या हाइड्रोफोबिक (पानी से नफरत करने वाला) के रूप में वर्णित किया जाता है, और यह पानी के अणुओं के साथ बंधन की सतह की क्षमता से निर्धारित होता है, न कि पानी केवल खुद को बांधता है। यह सतह बंधन क्षमता अक्सर आणविक ध्रुवीयता द्वारा निर्धारित की जाती है, और क्या हाइड्रोजन बंधन के लिए साइट हैं। रसायन विज्ञान में, 'जैसे आकर्षित करता है', इसलिए पानी की तरह एक ध्रुवीय अणु बिना किसी शुद्ध आवेश वाली सतह की तुलना में ध्रुवीय सतह की ओर अधिक आकर्षित होगा।
जब आप कमल के फूल की पत्तियों से बहते पानी को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि पत्ता वास्तव में गीला नहीं होता है। पानी बिना किसी निशान के तुरंत बह जाता है। कमल प्रभाव सुपरहाइड्रोफोबिसिटी का एक विशेष मामला है, और यह दो कारकों के कारण होता है।
सबसे पहले, कमल के पत्ते क्यूटिकल्स से ढके होते हैं जो पत्ती की सतह पर एक मोमी पदार्थ का स्राव करते हैं। मोम और तेल हाइड्रोफोबिक होते हैं और इसलिए पानी की बूंदें पत्ती की सतह की तुलना में पानी की अन्य बूंदों का अधिक आसानी से पालन करेंगी।
दूसरे, कमल के पत्ते की सतह काफी चिकनी दिख सकती है, लेकिन वास्तव में यह सूक्ष्म स्तर पर बेहद खुरदरी होती है। यह पत्ती की सतह के कई छोटे-छोटे बिंदुओं से आच्छादित है, जिससे सतह के भग्न पदानुक्रम बनते हैं, और अंतराल जिसमें हवा फंस सकती है। इससे पानी की बूंद और पत्ती की सतह के बीच प्रतिरोध बढ़ जाता है, जिससे पानी आसानी से लुढ़क जाता है।
किसी सतह की ऊर्जा को कम किया जा सकता है ताकि वह आसानी से टूट सके। यह सर्फेक्टेंट का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, लघु के लिए सर्फऐस कार्यIve ageएनटीएस।
सर्फैक्टेंट एक हाइड्रोफिलिक सिर और एक हाइड्रोफोबिक पूंछ वाले अणु होते हैं। अणु खुद को पानी और एक अन्य तरल पदार्थ (जैसे तेल या वायु) के एक इंटरफेस के साथ संरेखित कर सकते हैं और इससे सतह के साथ ऊर्जा कम हो जाती है।
आप इसकी कल्पना एक अतिरिक्त परत की तरह कर सकते हैं जो पानी के अणुओं को लेप करती है और उन्हें इंटरफेस से और एक दूसरे से अलग करती है। यह पानी के अणुओं को पतला फैलाता है और बुलबुले बनने का कारण बनता है।
डिटर्जेंट में, ये छोटे बुलबुले गंदगी और बैक्टीरिया को साफ करने के लिए खांचे और छिद्रों में जा सकते हैं। इमल्शन में, बुलबुले एक अन्य तरल पदार्थ में फैल सकते हैं, जैसे मार्जरीन बनाने के लिए तेल में निलंबित पानी के कण। पायसीकारी सर्फेक्टेंट दो चरणों की स्थिरता को कुछ समरूप में बदलने में सक्षम हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि उनके लिए अलग होना बहुत कठिन है।
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