عمون- التوتر السطحي هو ظاهرة فيزيائية تحدث نتيجة وجود قوة تماسك بين جزيئات السائل. تجعل هذه القوة السوائل تظهر على شكل أغشية متماسكة. عندما تتعرض الجزيئات داخل السائل لقوى الشد من جميع الاتجاهات، تتعادل هذه القوى. ومع ذلك، تتأثر الجزيئات الموجودة على سطح السائل بالقوى المحيطة بها من الأسفل والجوانب، مما يجعل السطح يتمدد للأسفل، ويظهر على شكل غشاء.
تعتمد قوة التماسك بين جزيئات السائل على القوى الجذابة بينها. هذه القوى أضعف من تلك الموجودة في الأجسام الصلبة. بناءً على ذلك، يأخذ السائل شكل الحاوية التي يوضع فيها، ويسهل تدفقه بهذا الشكل. بالإضافة إلى ذلك، تتأثر جزيئات السائل أيضًا بقوى التلاصق.
تتأثر قوة التوتر السطحي بعدة عوامل، بما في ذلك:
نوع السائل: تختلف ظاهرة التوتر السطحي من سائل إلى آخر. على سبيل المثال، يكون التوتر السطحي في الزئبق أكبر من التوتر السطحي في الماء. وبالتالي، تبدو قطرات الزئبق أكثر تكورًا من قطرات الماء، في حين تكون قطرات الكحول أقل تكورًا من قطرات الماء.
درجة الحرارة: هناك علاقة عكسية بين التوتر السطحي ودرجة الحرارة. كلما ارتفعت درجة الحرارة، قل التوتر السطحي للسائل.
تختلف قيم التوتر السطحي بين مختلف السوائل عند درجات حرارة محددة. على سبيل المثال، قيمة التوتر السطحي للماء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية تكون حوالي 72.86±0.05، بينما يبلغ التوتر السطحي للبنزين نحو 28.88 عند نفس الدرجة، وقيمة التوتر السطحي للزئبق تصل إلى حوالي 486.5 عند نفس الدرجة.
توجد تطبيقات عملية لظاهرة التوتر السطحي، بما في ذلك:
قدرة الحشرات على المشي على سطح الماء، وذلك بفضل التوتر السطحي الذي يمكنها الاستفادة منه.
تشكل قطرة الماء على شكل كرة أو كرة مستديرة، ويمكن تفسير ذلك بأن السائل يحاول الحفاظ على أدنى مستوى للطاقة عن طريق تقليل مساحة السطح الخارجي، وبالتالي يكون الشكل الكروي هو الشكل الأمثل من بين الأشكال الهندسية المختلفة.
عند سكب الماء على سطح شمعي أو سطح مصنوع من النايلون، يلاحظ أنه لا يتبلل السطح، وذلك بسبب الفرق الكبير في قوى الالتصاق بين السائل والسطح مقارنة بقوى التجاذب بين جزيئات الماء. وبالتالي، ينتشر الماء على السطح بدلاً من التجمع على شكل قطرة.
هناك طرق لقياس التوتر السطحي باستخدام أساليب قياس السوائل والظواهر المتعلقة بها. على سبيل المثال، يمكن استخدام أنابيب شعرية رفيعة، حيث تعتمد على علاقة رياضية لقياس ارتفاع السائل في الأنبوبة الشعرية. تتأثر قيمة التوتر السطحي للسائل المستخدم بكثافة السائل وتأثير الجاذبية الأرضية.