網の間の泡

網を水に付けて上げると、網の間に水が付いているじゃないですか。
あれって表面張力ですか？
もしそうなら、表面張力って何ですか？

No.3 回答者： goodknight 回答日時： 2009/07/28 05:29

表面張力は表面積を小さくします。

ゴム膜や風船をイメージしてください。でもそれだけです。

網の隙間に膜を張ったり張らなかったりする原因が表面張力だけとは言えません。同じ体積なら平面より球の方が、面積必ず小さいですから。でも大人は何でも「表面張力のため」と説明するので、みんな疑問に思うのです。

しかし、シャボン液は水に比べて膜が張られやすいですね。シャボン液は表面張力が弱いので、水滴に変化してもエネルギーをあまり得しないからです。やっぱり、膜はエネルギーが損なのです。が、四方にある網とたくさんくっつけるという得があります。

というわけで、膜を作りやすい条件は、表面張力が弱くて、そして、より小さい網目ということになります。

この説明全部を「表面張力」と言ってしまうんですね。大人は。

No.2 回答者： debukuro 回答日時： 2009/07/23 11:25

表面張力というのは分子間引力です

重力による引力と電荷による引力があります
土が固い塊になるのも接着剤で物がくっつくのも分子間引力です
物体同士が重力で引き合う力は距離の二乗に反比例するのでうんと近くなるととても強いのです
電荷同士が引き合う力も同様です
水が物体に接したときその物体との間に働く分子間引力よりも水同士に働く分子間引力のほうが強いと水同士が集まって塊になります
逆だと物体の表面に広がります
水同士が引き合う力は水素の原子核と酸素の電子が引き合う力と分子同士の重力が働くのでとても強いのです
これが表面張力が一番強いのはは水だといわれる理由です

No.1 回答者： lycaon 回答日時： 2009/07/22 06:22

>あれって表面張力ですか？

まあ、そうでして、固体または液体の表面に存在する分子間力、即ち表面張力の働きです。

固体と液体は、気体ほど熱運動が激しくないので、分子間力（ファンデルワールス力、水素結合など）により１箇所に凝集することが可能で、その結果、表面ができます。
固体と液体にとっては、表面積が少ない方が余計なエネルギーを使わなくて済み、経済的なため、表面積をできるだけ小さくしようとする力が生じます。これが表面張力です。
一方で、気体は熱運動が激しく、全分子がどこか１箇所に凝集することができないので、表面張力はありません。

極めてきれいな水（純水）は、水素結合の存在により、表面張力が液体の中では非常に大きいので、網目ですくっても膜を張るのが難しいです。
むしろ、水膜よりももっと表面積が小さな水玉になりたがります。

有機物などで少し汚れた水（あるいは石鹸水）では、表面張力が大きく減ります。
（界面活性効果。表面の水素結合の大きな余分なエネルギーを、有機物が自らくっ付くことで、著しく低下させてしまう。）
水玉になる傾向が減った結果、うまくすると網目の間に水膜ができます。

いったん水膜ができたときに、それを保持するのも表面張力の働きです。
液体の分子間力は固体より遥かに小さいので、本来なら液体膜を構成する分子１つ１つに重力が働いて、ボタボタ落ちてしまう筈です。
それを食い止めているのが、「膜の表面に新たな亀裂が入らないよう膜を突っぱっている」表面張力です。

つまり表面張力はある程度弱くないと、網目の間の水は膜を作れず水滴になって、しょっぱなに落ちてしまいます。
逆に表面張力がある程度強くないと、一旦できた膜が崩れないようピンと張っておくことができず、やはり重力によりボタボタ落ちてしまいます。
テンションは高すぎても低すぎてもダメで、中庸が肝心です。（自分の人生訓にしようかな～）