1
00:00:00,894 --> 00:00:02,853
W przyrodzie można spotkać owady

2
00:00:02,853 --> 00:00:05,032
które spacerują po powierzchni wody

3
00:00:05,032 --> 00:00:06,846
nie mocząc swoich odnóży.

4
00:00:07,424 --> 00:00:08,932
W tym filmiku wyjaśnimy

5
00:00:08,932 --> 00:00:10,047
jaka cecha cieczy

6
00:00:10,047 --> 00:00:11,520
umożliwia ten wyczyn.

7
00:00:23,552 --> 00:00:25,456
Zdarzyło Ci się kiedyś puszczać

8
00:00:25,456 --> 00:00:26,624
mydlane bańki?

9
00:00:26,880 --> 00:00:29,440
Bierze się wodę, najlepiej destylowaną

10
00:00:29,696 --> 00:00:32,000
mydło albo płyn do mycia naczyń

11
00:00:32,256 --> 00:00:34,074
odrobinę gliceryny i trochę

12
00:00:34,074 --> 00:00:36,296
rozpuszczonego w wodzie cukru.

13
00:00:36,352 --> 00:00:37,726
Miesza się składniki

14
00:00:37,726 --> 00:00:39,193
a potem nabiera ciecz

15
00:00:39,193 --> 00:00:41,149
na jakiś przedmiot z dziurką

16
00:00:41,149 --> 00:00:43,824
na przykład klucz albo foremkę do ciastek

17
00:00:43,824 --> 00:00:44,864
i dmucha.

18
00:00:45,056 --> 00:00:47,486
Niektóre potrafią unosić się w powietrzu

19
00:00:47,486 --> 00:00:49,472
naprawdę długo zanim pękną.

20
00:00:49,664 --> 00:00:50,657
Co ciekawe

21
00:00:50,657 --> 00:00:52,558
niezależnie od kształtu dziurki

22
00:00:52,558 --> 00:00:54,432
przez którą wydmuchuje się bańki

23
00:00:54,432 --> 00:00:56,520
zawsze będą one okrągłe.

24
00:00:56,832 --> 00:00:57,600
Magia?

25
00:00:58,112 --> 00:00:59,764
Nie, fizyka a konkretnie

26
00:00:59,764 --> 00:01:01,360
właściwość każdej cieczy

27
00:01:01,360 --> 00:01:03,678
zwana napięciem powierzchniowym.

28
00:01:04,000 --> 00:01:05,951
To napięcie wynika z oddziaływań

29
00:01:05,951 --> 00:01:07,924
między cząsteczkami cieczy.

30
00:01:08,096 --> 00:01:10,004
Oddziaływanie między cząsteczkami

31
00:01:10,004 --> 00:01:11,440
tej samej substancji

32
00:01:11,440 --> 00:01:13,384
nazywamy siłami spójności.

33
00:01:13,472 --> 00:01:14,978
Żeby je sobie zobrazować

34
00:01:14,978 --> 00:01:17,568
posłużmy się ośmiornicami.

35
00:01:18,336 --> 00:01:19,710
Wyobraźmy sobie stadko

36
00:01:19,710 --> 00:01:21,130
ośmiornic w akwarium.

37
00:01:21,152 --> 00:01:23,776
Pomyśl, że splatają się one mackami.

38
00:01:23,968 --> 00:01:25,098
Te w środku grupy

39
00:01:25,098 --> 00:01:26,747
mają zajęte wszystkie macki

40
00:01:26,747 --> 00:01:28,469
a koleżanki pociągają za nie

41
00:01:28,469 --> 00:01:30,256
równo we wszystkie strony.

42
00:01:30,624 --> 00:01:32,792
Nawet, jeśli wymieniają się uściskiem

43
00:01:32,792 --> 00:01:34,619
i zamieniają się miejscami

44
00:01:34,619 --> 00:01:37,128
to działające na nie siły się równoważą.

45
00:01:37,280 --> 00:01:39,584
Inaczej sprawa ma się z ośmiornicami

46
00:01:39,584 --> 00:01:42,144
które są w najbardziej zewnętrznym kręgu.

47
00:01:42,656 --> 00:01:44,704
Część ich macek pozostaje wolna.

48
00:01:44,960 --> 00:01:46,650
Nie ma się z kim spleść.

49
00:01:46,752 --> 00:01:48,984
Dlatego zwierzęta są silniej pociągane

50
00:01:48,984 --> 00:01:51,130
na boki i do wewnątrz za macki

51
00:01:51,130 --> 00:01:52,857
którymi łączą się z innymi

52
00:01:52,857 --> 00:01:54,250
członkami grupy.

53
00:01:54,432 --> 00:01:56,480
Trudno wyrwać im się na swobodę

54
00:01:56,736 --> 00:01:58,384
nie wypuszczają też tych

55
00:01:58,384 --> 00:01:59,942
które są głębiej.

56
00:02:00,064 --> 00:02:02,422
Podobnie jest z cząsteczkami cieczy.

57
00:02:02,624 --> 00:02:04,139
Te, które są w środku

58
00:02:04,139 --> 00:02:06,631
mają paradoksalnie więcej swobody

59
00:02:06,631 --> 00:02:09,177
bo działające na nie siły spójności

60
00:02:09,177 --> 00:02:10,278
się równoważą.

61
00:02:10,304 --> 00:02:12,096
Więc w pewnym sensie znoszą.

62
00:02:12,352 --> 00:02:15,036
Te z powierzchni są wciągane w głąb

63
00:02:15,036 --> 00:02:16,960
a przez to ciaśniej upakowane

64
00:02:17,216 --> 00:02:18,818
tworząc jakby skórkę

65
00:02:18,818 --> 00:02:21,531
membranę oddzielającą ciecz od tego

66
00:02:21,531 --> 00:02:22,848
co jest poza nią.

67
00:02:23,360 --> 00:02:25,828
Na jeziorze czy wypełnionej wodą misce

68
00:02:25,828 --> 00:02:27,712
będzie to płaska powierzchnia.

69
00:02:28,224 --> 00:02:29,717
A jaki kształt przybierze

70
00:02:29,717 --> 00:02:31,199
niewielka objętość cieczy

71
00:02:31,199 --> 00:02:32,530
jeśli nie ograniczymy

72
00:02:32,530 --> 00:02:33,930
jej kształtem naczynia?

73
00:02:34,112 --> 00:02:36,097
Łatwo to sprawdzić, na przykład

74
00:02:36,097 --> 00:02:37,835
wpuszczając krople oleju

75
00:02:37,835 --> 00:02:39,572
do szklanki z wodą.

76
00:02:39,744 --> 00:02:41,280
Olej utworzy kulę.

77
00:02:41,536 --> 00:02:43,864
A dlaczego nie walec albo sześcian?

78
00:02:44,096 --> 00:02:46,126
Wzajemne przyciąganie sprawia

79
00:02:46,126 --> 00:02:48,042
że cząstki chcą by powierzchnia

80
00:02:48,042 --> 00:02:49,492
wystawiona na otoczenie

81
00:02:49,492 --> 00:02:51,008
była jak najmniejsza.

82
00:02:51,520 --> 00:02:53,874
A Jaki kształt ma najmniejszy stosunek

83
00:02:53,874 --> 00:02:55,650
powierzchni do objętości?

84
00:02:56,640 --> 00:02:58,443
Może wiesz już z matematyki

85
00:02:58,443 --> 00:03:00,032
że to właśnie kula.

86
00:03:00,480 --> 00:03:02,269
Gdybyśmy znaleźli się nagle

87
00:03:02,269 --> 00:03:04,490
na międzynarodowej stacji kosmicznej

88
00:03:04,576 --> 00:03:06,148
w stanie nieważkości

89
00:03:06,148 --> 00:03:07,641
każda rozlana ciecz

90
00:03:07,641 --> 00:03:10,222
unosiłaby się w postaci kulistych kropli.

91
00:03:10,464 --> 00:03:12,743
I to całkiem dużych, bo okazuje się

92
00:03:12,743 --> 00:03:14,688
że w warunkach mikrograwitacji

93
00:03:14,688 --> 00:03:16,433
można do wnętrza takiej kuli

94
00:03:16,433 --> 00:03:19,342
napchać więcej cząstek niż na Ziemi .

95
00:03:22,240 --> 00:03:23,917
Woda ma wyjątkowo duże

96
00:03:23,917 --> 00:03:26,812
napięcie powierzchniowe ze względu na fakt

97
00:03:26,848 --> 00:03:29,152
że jej cząsteczki są dipolami.

98
00:03:29,408 --> 00:03:31,354
Więcej możesz się o tym dowiedzieć

99
00:03:31,354 --> 00:03:32,992
z naszych filmów z chemii.

100
00:03:33,504 --> 00:03:35,412
Dzięki temu na jej powierzchni

101
00:03:35,412 --> 00:03:37,509
mogą utrzymywać się nawet przedmioty

102
00:03:37,509 --> 00:03:39,014
o większej gęstości

103
00:03:39,014 --> 00:03:40,982
o ile będą odpowiednio lekkie

104
00:03:40,982 --> 00:03:42,991
i będą mieć sporą powierzchnię

105
00:03:42,991 --> 00:03:44,732
styku z powierzchnią wody.

106
00:03:45,024 --> 00:03:46,592
Możesz się o tym przekonać

107
00:03:46,592 --> 00:03:48,692
wykonując proste doświadczenie.

108
00:03:48,864 --> 00:03:50,685
Potrzebna Ci będzie szklanka

109
00:03:50,685 --> 00:03:54,430
albo miska z wodą, spinacz i drobna moneta

110
00:03:54,496 --> 00:03:55,956
najlepiej aluminiowa.

111
00:03:56,584 --> 00:03:58,872
Połóż spinacz delikatnie na wodzie.

112
00:03:59,104 --> 00:04:00,495
Widzisz, że nie tonie

113
00:04:00,495 --> 00:04:01,913
choć woda wokół niego

114
00:04:01,913 --> 00:04:03,736
jakby delikatnie się ugina.

115
00:04:04,224 --> 00:04:06,745
Teraz wytrąć spinacz z równowagi

116
00:04:06,745 --> 00:04:09,344
wciskając jeden z jego końców pod wodę.

117
00:04:10,112 --> 00:04:11,136
Spinacz tonie.

118
00:04:11,648 --> 00:04:13,378
Powtórz doświadczenie z monetą

119
00:04:13,378 --> 00:04:15,314
pamiętając by kłaść ją na wodzie

120
00:04:15,314 --> 00:04:17,791
bardzo delikatnie i jak najrówniej.

121
00:04:18,303 --> 00:04:20,847
Powinna zachować się tak samo jak spinacz.

122
00:04:20,863 --> 00:04:22,143
O czym to świadczy?

123
00:04:23,167 --> 00:04:25,122
Przedmioty unoszą się na wodzie

124
00:04:25,122 --> 00:04:26,637
bo ich masa naciskająca

125
00:04:26,637 --> 00:04:29,368
na określoną powierzchnię jest zbyt mała

126
00:04:29,368 --> 00:04:30,529
żeby sobie poradzić

127
00:04:30,529 --> 00:04:32,241
z napięciem powierzchniowym.

128
00:04:32,383 --> 00:04:34,774
Jeśli zmienimy stosunek masy przedmiotu

129
00:04:34,774 --> 00:04:36,991
do powierzchni jego styku z wodą

130
00:04:37,247 --> 00:04:39,039
na przykład przechylając go

131
00:04:39,295 --> 00:04:41,549
napięcie okaże się zbyt małą siłą

132
00:04:41,549 --> 00:04:44,133
by utrzymać przedmiot na powierzchni.

133
00:04:49,023 --> 00:04:51,423
Napięcie powierzchniowe to efekt sił

134
00:04:51,423 --> 00:04:53,887
wzajemnego przyciągania cząsteczek cieczy

135
00:04:54,143 --> 00:04:55,467
sił spójności.

136
00:04:55,935 --> 00:04:57,468
Obecność tych sił sprawia

137
00:04:57,468 --> 00:04:58,726
że powierzchnia cieczy

138
00:04:58,726 --> 00:05:00,041
wystawiona na otoczenie

139
00:05:00,041 --> 00:05:01,567
jest jak najmniejsza.

140
00:05:02,079 --> 00:05:03,454
W idealnych warunkach

141
00:05:03,454 --> 00:05:05,345
przyjmuje kształt kuli.

142
00:05:08,479 --> 00:05:10,295
Na dzisiaj to już wszystko.

143
00:05:10,295 --> 00:05:11,751
Obejrzyj pozostałe filmy

144
00:05:11,751 --> 00:05:13,161
z właściwości materii

145
00:05:13,161 --> 00:05:14,639
a po więcej materiałów

146
00:05:14,639 --> 00:05:17,789
zajrzyj na naszą stronę pi-stacja.tv