Perbedaan Utama – Tegangan Permukaan vs. Energi Permukaan
Tegangan permukaan dan energy permukaan adalah pengukuran gaya antarmolekul yang membentuk suatu bahan. Karena gaya antarmolekul ini, permukaan cairan selalu ditarik ke dalam. Jika seseorang ingin meregangkan permukaan, pekerjaan harus dilakukan untuk mengatasi gaya antarmolekul. Ketegangan pada permukaan cairan dan jumlah kerja yang diperlukan untuk meregangkan permukaan itu dapat diukur: dan pengukuran ini sesuai dengan tegangan permukaan dan energy permukaan. Perbedaan yang menonjol antara tegangan permukaan dan energy permukaan adalah tegangan permukaan mengukur gaya per satuan panjang permukaan sedangkan energy permukaan mengukur jumlah pekerjaan yang perlu dilakukan per satuan luas untuk meregangkannya .
Yang perlu anda ketahui tentang Tegangan Permukaan
Pertimbangkan sampel cairan dalam wadah. Cairan disatukan oleh gaya antarmolekul kohesif antara molekul-molekul yang membentuk cairan. Sebuah molekul di dalam wadah ditarik ke segala arah oleh molekul lain yang mengelilinginya. Namun, jika Anda mempertimbangkan molekul di permukaan atas, molekul di bawahnya masih menariknya ke bawah tetapi tidak ada molekul cair di atasnya yang menariknya ke atas. Ini berarti bahwa ada gaya ke bawah bersih pada molekul-molekul ini. Akibatnya, seluruh permukaan cairan ditarik ke dalam. Gaya ke dalam pada permukaan inilah yang menyebabkan cairan membentuk butiran-butiran berbentuk bola yang kasar ketika mereka bebas.
Molekul pada permukaan cairan terkena gaya kohesif dari bawahnya. Hal ini membuat permukaan cairan menjadi tertarik ke dalam.
Tegangan permukaan menyebabkan air membentuk butiran-butiran yang kira-kira berbentuk bola.
Permukaan cairan bertindak seperti membran di bawah tekanan. Tegangan permukaan dapat diukur sebagai gaya yang bekerja per satuan panjang permukaan:
Di sini, gaya bekerja sejajar dengan permukaan cairan dan merupakan panjang di mana gaya bekerja. Sebagai contoh, bayangkan menarik film cairan dan meregangkannya. Ini ditunjukkan pada diagram di bawah ini:
Tegangan permukaan pada film cairan
Di sini, gaya menarik pada membran yang ditunjukkan dengan warna biru tua, meregangkan film cair. Karena ada dua permukaan dalam film (permukaan atas dan bawah), panjang totalnya adalah . Artinya, untuk film ini,
Yang perlu anda ketahui tentang Energi Permukaan
Karena gaya antarmolekul antar molekul, pekerjaan perlu dilakukan pada permukaan untuk meregangkannya. Permukaan memperoleh sejumlah energy yang sama dengan pekerjaan yang dilakukan pada permukaan. Energi permukaan adalah istilah untuk jumlah energy yang dibutuhkan per satuan luas untuk meregangkannya. Untuk film cairan di atas, misalkan membran ditarik melalui jarak . Maka usaha yang dilakukan adalah . Pertambahan luas permukaan diberikan oleh . Jadi, energy permukaan diberikan oleh:
Perbedaan Antara Tegangan Permukaan dan Energi Permukaan
Apa yang Diukur
Tegangan Permukaan mengukur gaya yang diterapkan sejajar dengan permukaan yang diterapkan per satuan panjang.
Energi permukaan mengukur energy yang dibutuhkan per satuan luas untuk membuat permukaan baru.
Gambar Courtesy
“Wasser in Tropfen und an der Phasengrenze” oleh Pengguna: Booyabazooka (Karya sendiri) [Domain Publik], melalui Wikimedia Commons
“Diagram ini menggambarkan gaya yang diperlukan untuk meningkatkan luas permukaan…” oleh Rudolf.hellmuth (Pekerjaan sendiri) [ CC BY-SA 3.0 ], melalui Wikimedia Commons (Dimodifikasi)
“Tetesan air di daun teratai” oleh aotaro (Karya Sendiri) [ CC BY 2.0 ], melalui flickr
