Techniklexikon

Grenzflächenspannung

Strömungsmechanik, spezifische Grenzflächenenergie, an der Grenzfläche zweier Phasen (z.B. fest/flüssig) auftretende Kraft, die tangential zur Grenzfläche gerichtet ist und diese zu verkleinern trachtet. Die Grenzflächenspannung zwischen den Phasen A und B ist definiert als die Arbeit dW, die pro Fläche dA geleistet werden muss, um die Grenzfläche der Phase A gegen die Phase B zu  vergrössern:

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Die Grenzflächenspannung wird auf molekularer Ebene durch die Adhäsionskräfte zwischen den Materialien verursacht. Bei Flüssigkeiten nennt man die negative Grenzflächenspannung auch Adhäsionsdruck. Bei stabilen Grenzflächen flüssig/gasförmig und flüssig/flüssig muss s_AB > 0 sein, weil sonst die Flüssigkeit von selbst verdampfen würde oder sich die Flüssigkeiten mischen würden. Die Grenzflächenspannung von Flüssigkeiten gegen das Vakuum oder eine gasförmige Phase wird als Oberflächenspannung bezeichnet. Treffen mehrere Phasen aufeinander, so erfordert die Einstellung eines Gleichgewichts, dass die Grenzflächenspannungen unter ganz bestimmten Winkeln zusammentreffen. Ein wichtiger Spezialfall ist das Verhalten von Flüssigkeiten an einer Gefässwand (Benetzung). Die Existenz der Grenzflächenspannung ist auch verantwortlich für die Kapillarität.

Grenzflächenspannung: Gleichgewicht zwischen Grenzflächenspannung und Schwerkraft.