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Lexikon der Biologie: Oberflächenspannung

Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung, an der Oberfläche einer Flüssigkeit wirkende Kraft. Sie wird durch Kohäsionskräfte (Kohäsion, Kohäsionsmechanismen) bewirkt, mit denen sich die Flüssigkeitsmoleküle gegenseitig anziehen. Im Innern der Flüssigkeit wirken diese Kräfte mit gleicher Größe in alle Richtungen und heben sich dabei auf. An der Flüssigkeitsoberfläche werden die Moleküle von den darunterliegenden stärker angezogen als von den darüber befindlichen Gasmolekülen. Daher bleibt in einer dünnen Oberflächenschicht eine nach dem Innern der Flüssigkeit hin gerichtete Kraft übrig, die als Kohäsionsdruck bezeichnet wird. Die Oberflächenspannung σ ist definiert als Quotient aus der Arbeit, die zur Vergrößerung der Oberfläche erforderlich ist, und der Größe dieses Flächenzuwachses. Sie hat die Dimension Kraft pro Länge und hängt sehr stark von der Temperatur ab; mit zunehmender Temperatur wird sie geringer. Sie beträgt für Wasser gegen Luft bei 20 ºC 73 mN/m (Wasser). An gekrümmten Oberflächen wie bei Wassertropfen ist σ kleiner als für ebene Wasserflächen. Mit der Oberflächenspannung hängt die Kapillarität (Abb.), d.h. das Aufsteigen von Wasser in engen Röhren (Kapillaren), zusammen. Die Oberflächenspannung ermöglicht z.B. bestimmten Wanzen (Wasserläufer) ein Laufen auf der Wasseroberfläche. Alveole, Antischaummittel, Atemmechanik, Biodetergentien, Bionik, Detergentien, Grenzflächen, Kurzflügler, Neuston.

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