Oberflächenspannung

Andrea Schirmer · Gast

Meine Frage:
Hi, ich habe ein paar Fragen zur Oberflächenspannung.

Es handelt sich ja um eine Kraft pro Länge, aber wie kann ich das besser verstehen?
Wenn ich in ein Tetrapack ein kleines Loch stanze, dann kann das Wasser nicht rauslaufen, weil sich eine nach außen gewölbte Wasserhaut bildet.

Wenn ich das Loch etwas vergrößere kann das Wasser nicht mehr zurückgehalten werden.
Das ist doch merkwürdig, wenn die Kraft hier auch mit der Fläche steigt.

Der Druck des Wassers im Tetrapack wird doch pro Fläche insgesamt Größer aber der Druck auf 1 cm2 ist immer gleich.
Wenn die Oberflächenspannung auch pro Fläche stärker wird, verstehe ich nicht, warum der Wasserfilm jetzt reißt.

Meine Ideen:
Vielleicht kann mir das hier ja jemand mal verständlicher erläutern.

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1653

Die Oberflächenspannung ist eine Stoffgrösse. Für Wasser beträgt sie ca. 72 mN/m bei 293 K. Die ändert sich nicht wenn die Fläche grösser wird. Aus dem Tetra Pak entweicht das Wasser beim grösseren Loch, da eher seitlich Luft nachströmen kann. Die Oberflächenspannung ist eine ziehende Kraft, die an der Oberfläche einer Flüssigkeit lokalisiert ist und ihre Wirkungsrichtung ist parallel zur Flüssigkeitsoberfläche.Im Gegensatz zum Druck wirkt dieser senkrecht zur Wasseroberfläche. Demnach steht eine Flüssigkeitsoberfläche stets unter Spannung. Eine Flüssigkeitsoberfläche kann somit mit einer leicht gespannten dünnen Folie verglichen werden, bloß dass die Spannung nicht von der Dehnung abhängt.

Frankx · Anmeldungsdatum: 04.03.2015 Beiträge: 1022

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5740

Um die Antwort von Nobby1 noch etwas weiter auszumalen:

Da die Oberflächenspannung nur parallel zur Oberfläche wirkt, kann sie nur dann einen Druck erzeugen, wenn die Oberfläche gekrümmt ist. Da die Oberflächenspannung immer gleich groß ist, steigt der Druck mit zunehmender Krümmung bzw. sinkt mit abnehmender Krümmung. Je größer also die Tropfen oder Hohlräume werden, die durch das Loch passen, um so leichter überwinden sie den Widerstand, den die Oberflächenspannung ihnen entgegensetzt.