Strona głównaPytania → Wodoodporność tkanin

Wodoodporność tkanin

Pytanie

Pytają Gosia Pytanie: co to jest napięcie powierzchniowe wody , jak wpływa na wodoodporność tkanin

co to jest napięcie powierzchniowe wody i jak wpływa na wodoodporność tkanin

Odpowiedź

Odpowiada Jan Gaj

Odpowiedź w skrócie: O napięciu powierzchniowym można przeczytać w kilku odpowiedziach działu ‚Świat cząsteczek’. Konkretny przykład przechodzenia wody przez tkaninę wart jest bardziej szczegółowego omówienia. Jeżeli woda zwilża tkaninę, nie ma żadnych przeszkód, żeby przez nią przechodziła. Jeśli jednak woda tkaniny nie zwilża, przy wciskaniu się w pory tkaniny powierzchnia wody przyjmuje kształt wypukły o promieniu krzywizny porównywalnym z rozmiarami otworów, przez które ma przejść. Jak wiadomo, napięcie powierzchniowe powoduje, że zakrzywiona powierzchnia cieczy wytwarza ciśnienie. To ciśnienie przeciwdziała przechodzeniu wody przez wodoodporną tkaninę.

Obliczenie wielkości efektu: Ciśnienie pod zakrzywioną powierzchnią cieczy jest równe w przypadku powierzchni kulistej podwojonej wartości współczynnika napięcia powierzchniowego sigma, podzielonej przez promień krzywizny: p = 2 sigma / R Napięcie powierzchniowe czystej wody wynosi 0,07 N/m. A więc jeśli wodoodporna tkanina ma pory o średnicy na przykład 0,1 mm, woda, by przejść przez nią musi wytworzyć powierzchnie o promieniu krzywizny rzędu 0,05 mm (czyli 0,00005 m), wytwarzając przy tym ciśnienie p = 0,14 / 0,00005 = 2800 N/m2 co stanowi około 3% ciśnienia atmosferycznego. Pamiętając, że ciśnienie atmosferyczne jest równe ciśnieniu słupa wody o wysokości około 10 m, dochodzimy do wniosku, że przykładowa tkanina wytrzyma ciśnienie słupa wody o wysokości około 30 cm. Oczywiście im drobniejsze są pory w tkaninie, tym obliczone tak ciśnienie będzie większe, a więc tkanina będzie skuteczniej chronić przed wodą. Nowoczesne wodoodporne materiały tekstylne zawierają membranę o porach znacznie drobniejszych, niż omawiane w naszym przykładzie.