"Adhäsion ist die Folge von Anhangskräften, die das Haften zweier Stoffe verursachen. Die Adhäsion tritt bei festen und flüssigen Stoffen auf; Beispiele: Das Haften der Kreide an der Tafel, der Druckfarbe am Papier, das Schreiben mit dem Bleistift, die Leimverbindung und Anderes.
Die Adhäsionsenergie (Haftarbeit) ist ein Maß für die Stärke der Anziehungskräfte. Sie entspricht der Energie, die beim Zusammenfügen je eines cm2 einer Flüssigkeitsoberfläche mit einer anderen oder mit der Oberfläche eines festen Körpers frei wird.
Die Adhäsionsenergie lässt sich aus der Oberflächenspannung σflüss (= Kapillarkonstante) und dem Randwinkel φ ermitteln:
A = σflüss(l + cosφ)
Oberflächenspannung
Die zwischen den Molekülen der Flüssigkeit wirkenden Kohäsionskräfte verursachen eine Oberflächenspannung und setzen dem Eindringen eines Körpers in die Flüssigkeit einen Widerstand entgegen. Die Flüssigkeitsoberfläche verhält sich wie eine dünne, gespannte elastische Haut. So gelingt es zum Beispiel, eine Rasierklinge in horizontaler Lage auf dem Wasser schwimmen zu lassen, trotz ihrer gegenüber dem Wasser größeren Dichte.
Da die Kohäsionskräfte nach allen Richtungen gleich stark sind, kompensieren sie sich innerhalb der Flüssigkeit, jedoch nicht an der Oberfläche. Dies hat zur Folge, dass auf jedes an der Oberfläche befindliche Molekül eine nach innen gerichtete Kraft wirkt (Resultierende aller Kohäsionskräfte).
Es ist daher stets ein Arbeitsaufwand erforderlich, um die Oberfläche einer Flüssigkeit zu vergrößern (Oberflächenarbeit).
Daher ist die Oberflächenspannung definiert als der Quotient aus der Arbeit W, die bei konstantem Druck p und konstanter Temperatur T zur Vergrößerung der Flüssigkeitsoberfläche um eine Fläche A erforderlich ist.
W [Nm] σ [N/m] = --------------- A [m2]
Die Oberflächenspannung ist eine für jede Flüssigkeit beziehungsweise jeden Stoff charakteristische Materialkonstante, die mit steigender Temperatur abnimmt und durch Verunreinigungen und Zugabe von Netzmitteln (natürliche beziehungsweise synthetische Stoffe) beeinflusst wird.
Die Bestimmung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten kann zum Beispiel nach der Abreißmethode erfolgen. Ein Abreißkörper (Drahtring) hängt horizontal an einer empfindlichen Waage in der zu prüfenden Flüssigkeit. Durch Auflegen von Wägestücken bestimmt man die Kraft F, die notwendig ist, den Abreißkörper, dessen Umfang l betrage, von der Oberfläche loszureißen. Beim Absenken des Flüssigkeitsspiegels entsteht eine ringförmige Lamelle (2 Oberflächen), und es ist zu rechnen:
F [N] = 2 * l [m] * σ [N/m]
Leitungswasser hat zum Beispiel eine Oberflächenspannung von etwa 73 dynes/cm2, und die intra- und extrazellulären Flüssigkeit des menschlichen Körpers liegt bei 43 dynes/cm2.
Quelle:
Friedrich Tabellebuch, Bau- und Holz, Ferd. Dümmler Verlag 1992, 2-4
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