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2.2E:水の凝集性と接着性

水の凝集性と接着性

あなたは今まで非常にトップに水のガラスを満 それがオーバーフローする前に、水はガラスの縁の上にドームのような形を形成します。 この水は凝集の性質のためにガラスの上にとどまることができます。 凝集では、水分子は(水素結合のために)互いに引き付けられ、分子を液体-気体(水-空気)界面で一緒に保ちますが、ガラスにはこれ以上の余地はありません。

凝集は、表面張力、張力または応力の下に置かれたときに破裂するのに耐える物質の能力の発達を可能にする。 これはまた、重力によって平らにされるのではなく、乾燥した表面に置かれたときに水が液滴を形成する理由でもあります。 小さな紙片を水の滴の上に置くと、紙は水よりも密度が高い(単位体積当たりの質量)にもかかわらず、水滴の上に浮かぶ。 凝集および表面張力は水分子の水素結合をそのまま保ち、上で浮かぶ項目を支えます。 表面張力を壊さないで穏やかに置かれれば水のガラスの上に針を”浮かべる”ことは可能である。

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図\(\PageIndex{1}\):表面張力: 針の重量は表面を下方に引っ張っています;同時に、表面張力はそれを引き上げて、水の表面のそれを中断し、沈むことからの保っています。 針の周りの水のくぼみに注意してください。

これらの凝集力は、水の接着性、または水分子と他の分子との間の引力に関連しています。 この引力は、特に水が毛細管として知られる薄いガラス管の内側に見られるような帯電した表面に曝されるとき、水の凝集力よりも強いことがあ 付着は水が水のガラスに置かれる管の上で”上る”とき観察される:水が中間でより管の側面で高いようであることに注目しなさい。 これは、水分子が毛細管の帯電したガラス壁に互いに引き寄せられ、したがってそれに付着するためである。 このタイプの接着は毛細管作用と呼ばれます。

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図\(\PageIndex{1}\):接着:ガラス管内の毛細管作用は、水分子自体の間の凝集力を超えるガラスの内面によって加えられる接着力

なぜ凝集力と接着力が人生にとって重要なのですか? 植物の根から葉への水の輸送には、凝集力と接着力が重要です。 これらの力は水柱に”引き”を作ります。 この引きはそれらの下の水分子に接続されてとどまるために植物の表面で蒸発する水分子の傾向からの結果、従って引っ張られます。 植物はこの自然現象を利用して、根から葉に水を運ぶのを助けます。 水のこれらの特性なしで、植物は必要とする分解された鉱物および水を受け取ってない。 別の例では、ウォーターストライダーのような昆虫は、水の表面張力を使用して、水の表面層に浮かんでとどまり、そこで交尾することさえある。

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Figure \(\PageIndex{1}\): Cohesion & Adhesion: Water’s cohesive and adhesive properties allow this water strider (Gerris sp.) to stay afloat.