Weet niet of ik dit nu ongewenst omhoog bump, maar goed... Misschien voor toekomstige vragen op dit gebied ook handig.
Je kunt oppervlaktespanning (of grensvlakspanning, een iets algemener term) inderdaad in termen van energie en oppervlakte definiëren, maar ook in termen van krachten en oppervlakten. Uiteindelijk komen ze op hetzelfde neer.
De formulering in termen van krachten (uittekenen helpt):
Stel je een plat en vervormbaar vloeistofoppervlak voor ("een plat plasje vloeistof"). Als je op de omtrek van het plasje een kracht uitoefent over een stukje met lengte l van de omtrek met als doel om het oppervlak te vergroten, dan kost het opzij trekken van dat stukje met lengte l kracht, laten we origineelsgewijs zeggen: dat kost de kracht F. Denk aan het voorzichtig oprekken van een zeepvlies. Er is in het oppervlak dus kennelijk een samentrekkende kracht aanwezig (de grensvlakspanning) en die moet je overwinnen om het oppervlak te vergroten. F is evenredig met l en dat klopt intuitief ook wel: als l groter is, wil je kennelijk het oppervlak ook meer vergroten. Het is dus eerlijker om die samentrekkende kracht (eigenschap van het systeem) te vergelijken voor evengrote stukjes opzij te trekken omtrek. Daarom wordt de grensvlakspanning γ gedefinieerd als
γ = F / l
in de eenheid Newton per meter (vandaar dus ook die eenheid)
Hoe meer je dat stukje met lengte l opzij trekt, hoe meer energie dat kost. Als je het met lengte l opzijtrekt over de afstand x, dan oefen je dus (kracht maal weg) F*x aan arbeid uit en dat kost je dus Fx Joule aan energie (bij gebruik van Newtons en meters). Je kunt ook zeggen: dat kost γ*l*x Joules, want γ = F / l (vul maar in). En dan heb je het oppervlak met een bedrag l*x groter gemaakt (teken maar uit, dat is de extra oppervlakte die je hebt gecreëerd door het uittrekken). Dus de arbeid W = γ*l*x ofwel W = γA, met A de oppervlakte, waarmee je plasje is uitgebreid.
Als je het oppervlak met 1 m2 uitbreidt, dan kost dat (vul maar in) precies γ Joule.
Als een oppervlakte dus niet in evenwicht is en zichzelf vanwege zijn grensvlakspanning wil verkleinen, dan kost het in stand houden van dat te grote oppervlak dus per m2 ook precies γ Joule.
Waarmee de eerdere post van rwwh in overeenstemming is.
Die formule voor de dampspanning kan ik zo snel niet plaatsen, sorry.
