1. ความตึง ผิว
Surface Tension

2. ความตึง ผิว (Surface Tension)
ของเหลวจะออกแรง
กระทำาในทิศตั้งฉากกับ
ผิวภาชนะที่ของเหลว
สัมผัส
ผิวหน้าของของเหลว
จะมีแรงจากของเหลว
หรือไม่

3. ความตึง ผิว (Surface Tension)
ผิวหน้าของของเหลวจะมีแรงจากของเหลวหรือ
ไม่
การที่ใ บมีด โกนซึ่ง มีค วามหนาแน่น มากกว่า นำ้า
หรือ จิง โจ้ล อยอยูบ นผิว นำ้า นั้น แสดงว่า ต้อ ง มี
่
แรงที่พ ยายามยึด ผิว หน้า ของนำ้า ไม่ใ ห้แ ยกออก
จากกัน แรงนี้เ รีย กว่า แรงตึง ผิว (surface
tension force)

4. ความตึง ผิว (Surface Tension)
ในของเหลวมีแ รงดึง ดูด ระหว่า งโมเลกุล
ของของเหลวช่ว ยยึด ให้โ มเลกุล อยู่ใ กล้
กัน
 แรงลัพ ธ์ม ีค ่า เป็น ศูน ย์
โมเลกุล ที่อ ยูบ ริเ วณใกล้ๆ ผิว
่
 แรงดึง ลงมากกว่า แรงดึง ขึ้น (แรงลัพ ธ์ม ีท ิศ
เข้า ไปในของเหลว)
 ทำา ให้ผ ิว ของของเหลวมีล ก ษณะเป็น เยือ
ั
่
ขึง ตึง (ฟิล ์ม บาง ๆ )

5. ความตึง ผิว (Surface Tension)
แรงตึง ผิว มีท ิศ ทางอย่า งไร
พิจ ารณา ฟิล ม ของนำ้า สบู่ (ที่ผ ิว ของฟิล ม สบู่ม ี
์
์
แรงตึง ผิว )
 แรงตึง ผิว ของของเหลวมีท ิศ ขนานกับ ผิว
ของของเหลวและตั้ง ฉากกับ เส้น ขอบที่
ของเหลวสัม ผัส

6. ความตึง ผิว (Surface Tension)
การลอยนำ้า ของเข็ม เย็บ ผ้า
เข็ม เย็บ ผ้า อยูบ นผิว นำ้า ได้โ ดยไม่จ มเพราะ
่
แรงตึง ผิว
องค์ป ระกอบในแนวดิ่ง ของแรงตึง ผิว มีค ่า เท่า กับ
นำ้า หนัก ของเข็ม เย็บ ผ้า พอดี

7. ความตึง ผิว (Surface Tension)
พิจารณา ลวดขดเป็นรูป
ตัวยู และมีเส้นลวดเบาๆ
ยาว l เลื่อนขึ้นลงได้ดัง
ภาพ
 เพือ หา ความตึง ผิว
่
F
γ =
2l
F = W1
+ W2

8. ความตึง ผิว (Surface Tension)
วัดความตึงผิวของของเหลวอีกวิธีหนึง ได้จาก
่
วงแหวน ดังรูป
วงแหวนรัศมี r บางมาก ๆ (รัศมีภายในกับ
γ =
ภายนอกมีค่าเท่ากัF คือ T − W
น = r)
F
4r
π

9. ความตึง ผิว (Surface Tension)
 ความตึงผิวของของเหลวแต่ละชนิดมีคาไม่เท่า
่
กัน
 สำาหรับของเหลวชนิดหนึ่ง
 ค่าความตึงผิวจะเปลี่ยนไปเมื่อมีสารมาเจือปน
 นำ้าเกลือ นำ้าสบู่
 อุณหภูมิเพิมขึ้นความตึงผิวของของเหลวจะลดลง
่
 เมื่ออุณหภูมิเพิมขึ้นโมเลกุลของของเหลวจะเคลื่อนที่เร็วขึน
่
้
ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่มีผลต่อการเคลื่อนที่จะน้อยลง
ทีมา :
่
hyperphysics

10. ความตึง ผิว (Surface Tension)
 ตาราง ความตึงผิวของของเหลวบางชนิด

11. ความตึง ผิว (Surface Tension)
 ตัว อย่า ง
 วงแหวนบางมากผูกด้วยเชือกวางอยู่บนผิวของเหลวชนิด
หนึ่ง วงแหวนนี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5.0 cm และมี
×
มวล 1.0 g พบว่าถ้าต้องการดึงวงแหวนให้หลุดออกจากผิว
ของเหลวพอดี ต้องออกแรงดึงเชือกขนาด 3.3 10-2 N จง
หาค่าความตึงผิวของของเหลวนี้

12. ผลต่างของความดันภายในและภายนอก
ฟิล์มผิว
ผิวของของเหลวมีความตึง
 ทำาให้ผิวนั้นพยายามหดตัวให้พนที่น้อยที่สุด
ื้
 หยดนำ้าหรือหยดของของเหลวที่ไม่มีแรงใดๆ กระทำา
จะเป็นรูปทรงกลม
 เพราะทรงกลมมีพนที่ผิวน้อยที่สุด
ื้

13. ผลต่างของความดันภายในและภายนอก
ฟิล์มผิว
แรงเนื่องจากผลต่างของความดัน
ภายในและภายนอกของครึ่งฟอง
สบู่สมดุลกับแรงตึงผิว
 ฟองสบู่อยู่ในสภาวะสมดุล แรงทั้ง 2 นี้
มีขนาดเท่ากัน
 สำาหรับหยดของเหลวมีฟล์มเพียงผิว
ิ
เดียว

14. ความตึง ผิว (Surface Tension)
สารทั้งหลายประกอบด้วยโมเลกุล เมื่อนำา
ของเหลวบรรจุในภาชนะ
 จะเกิดแรงระหว่างโมเลกุล (intermolecular force)
 แรงเชื่อมแน่น (cohesive force)
• แรงระหว่างโมเลกุลของของเหลวด้วยกันเอง ( โมเลกุลของสาร
ชนิดเดียวกัน)
 แรงยึดติด (adhesive force)
• แรงระหว่างโมเลกุลของของเหลวกับโมเลกุลของภาชนะ
แรงเชื่อ มแน่น ระหว่า ง
(โมเลกุลต่างชนิดกัน)
แรงยึด ติด ระหว่า งโมเลกุล
โมเลกุล
แรงยึด ติ
 ่อ มแน่น ้าและปรอทลงในหลอดทดลองแยกกัน มากกว่า ) ปรอทจึด
เมื่อเทนำ
มากกว่า แรงเชื
(ผิว ปรอทโค้ง ลง
ง
(ผิว นำ้า โค้ง ขึ้น )
ไม่เ ปีย กผนัง ของหลอด

15. ความตึง ผิว (Surface Tension)
 ปรากฏการณ์หลอดรูเล็ก (Capillarity)

16. ดำา

17. ผลต่างของความดันภายในและภายนอก
ฟิล์มผิว
จงคำานวณหาความดันทีเพิ่มขึ้นภายในหยดปรอททีมี
่
่
= 465 mN / m
เส้นγผ่านศูนย์กลาง 4 mm เมือ
่

18. มุมสัมผัสและสภาพรูหลอดเล็ก
 ผิวฟิล์มที่เกิดขึ้นระหว่างผิวของแข็งกับ
ของเหลว

19. มุมสัมผัสและสภาพรูหลอดเล็ก
มุมสัมผัส (contact angle)
 ของเหลวจะไม่เปียกภาชนะเมือมุมสัมผัส
่
มากกว่า 900
 ของเหลวจะเปียกภาชนะเมือมุมสัมผัสน้อย
่
กว่า 900

20. มุมสัมผัสและสภาพรูหลอดเล็ก
สภาพคะปิลลารี(สภาพรูหลอดเล็ก)
 หลอดรูเล็ก (capillary tube)
นำ้า
ปรอท

21. ความหนืด (Viscosity)
 ของเหลวทุกชนิดมีความหนืด (viscosity)
 ของไหลที่มีความหนืดมาก จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่
มาก เรียกว่า
 แรงหนืด (viscous force)
 แรงหนืดในของเหลวแต่ละชนิดมีค่าไม่เท่ากัน

22. ความหนืด (Viscosity)
 แรงหนืดในของเหลว นอกจากขึ้นอยู่กับชนิด
ของของเหลว จะขึ้นอยู่กับอะไรอีกบ้าง
 ปล่อยลูกกลมโลหะในของเหลว เช่น กลีเซอรอล ที่
บรรจุในกระบอกตวง
 มีแรงอะไรกระทำาต่อลูกกลมโลหะ
 แรงลอยหรือแรงพยุง
 แรงหนืด
 นำ้าหนักของลูกกลม

23. ความหนืด (Viscosity)
 ในช่วงต้น ๆ ของการ
เคลื่อนที่
 ลูกกลมโลหะจะเคลือนที่ด้วย
่
ความเร่ง
 มีแรงลัพธ์กระทำาต่อลูกกลม
โลหะ
 ในช่วงท้าย ๆ ของการ
เคลื่อนที่
 ลูกกลมโลหะจะเคลือนที่ด้วย
่
ความเร็วมากขึ้น
 จนความเร็วมีค่าคงตัว เรียกว่า

24. ความหนืด (Viscosity)
 การที่แรงลัพธ์กระทำาต่อลูก
กลมโลหะเปลี่ยนไปเกิดจาก
แรงหนืดเพียงแรงเดียว
 แรงหนืดของของเหลวใน
ช่วงแรกกับช่วงหลัง มีคาไม่
่
เท่ากัน
 ช่วงแรกลูกกลมโลหะเคลื่อน
ด้วยความเร็วน้อยกว่า
 แรงหนืดในช่วงแรกน้อยกว่า
แรงหนืดในช่วงหลัง
 แรงหนืด ของของเหลวขึ้น
กับ ความเร็ว ของวัต ถุท ี่