2_1_Tekutiny

265 

Kapalina daného objemu nabývá vždy takového tvaru, aby obsah jejího povrchu byl nejmenší, 
a tím byla minimální povrchová energie. Při daném objemu má ze všech geometrických útvarů 
nejmenší  obsah  povrch  koule.  Proto  volné  kapky  (např.  mlhy  nebo  malé  kapky  rtuti)  mají 
kulový tvar. Přiblížíme-li k sobě dvě malé kapky čisté rtuti na vodorovné podložce tak, aby se 
dotkly,  splynou.  Vzniklá  kapka  má  obsah  povrchu  menší  než  součet  obsahů  povrchů 
jednotlivých kapek. 

Protože povrchová vrstva se snaží stáhnout se na co nejmenší velikost, je v ní napětí, které se 
nazývá 

povrchové napětí 

σ. Povrchové napětí je číselně rovno velikosti síly dF , která působí 

kolmo  na  délku    dl      myšleného  řezu  povrchu  kapaliny  v rovině  tečné  k povrchu  kapaliny  ve 
vyšetřovaném místě : 

dl

dF

=

σ

 . 

          2.1.-10 

Jednotkou je 1 N.m

-1 . Povrchové napětí je skalární veličina. Lze je definovat také vztahem 

dS

dA

=

σ

 , 

           2.1.-11 

kde    dA    je  práce  potřebná  ke  zvětšení  obsahu  plochy  volného  povrchu  kapaliny  o  dS  při 
konstantní teplotě. Tato práce je rovna přírůstku povrchové energie, tedy 

dW

dA

=

. Povrchové 

napětí  je  rovno  plošné  hustotě  povrchové  energie  (jednotkou  je  1  J.m

-2).  Snadno  se 

přesvědčíme, že  1 J.m

-2 = 1 N.m.m-1.m-1 = 1 N.m-1. 

Obr.2.1.-11 

Souvislost  povrchového  napětí  s povrchovou  energií  lze  nejlépe  pochopit  na  tomto  pokusu. 
Vytvoříme  kapalinovou  blánu  na  drátěném  rámečku  (nejlépe  mýdlový  roztok  nebo  roztok 
saponátu),  jehož  jedna  strana  je  pohyblivá.  Vytvořená  blána  má  dva  povrchy.  Na  pohyblivou 
stranu  AB  (Obr.2.1.-11)  působí  v každém  povrchu  povrchová  síla  o  velikosti