ความตึงผิว (Surface tension)
ความตึงผิว เป็นสมบัติอย่างหนึ่งของของเหลว ซึ่งทำให้ผิวหน้าของน้ำเป็นเสมือนผิวหนังบางคลุมน้ำข้างใต้ไว้ ซึ่งบางคนคงเคยเห็นแมลงบางชนิดเดินหรือยืนบนผิวน้ำได้ และการเป่าน้ำสบู่ให้กลายเป็นฟองอากาศ สิ่งพวกนี้เกิดขึ้นได้เพราะน้ำมีความตึงผิว ดังเช่นในรูป
ความตึงผิว คือ อัตราส่วนระหว่างแรงตึงผิวของของเหลว มีหน่วยเป็น นิวตัน ต่อ เมตร ( N/m)
สูตร g = F/L
g คือ ความตึงผิว
F คือ แรงตึงผิว
L คือ ความยาวที่ถูกแรงตึงผิวกระทำ 1 ผิว
ความตึงผิวเกี่ยวข้องกับแรงดึงดูด 2 ชนิด คือ
- แรงโคฮีชั่น เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้ำ
- แรงแอดฮีชั่น เป็นแรงยึดเหนี่ยวของโมเลกุลน้ำกับอย่างอื่น
แรงตึงผิว(Surface tension) คือ คุณสมบัติของพื้นผิวของของเหลว เป็นสิ่งทำให้เกิดบางส่วนของพื้นผิวของเหลวถูกดึงดูด(ยึดเข้าไว้ด้วยกัน)สู้พื้นผิวอื่น
ความตึงผิวของของเหลวแต่ละชนิดที่อุณหภูมิเดียวกันมีค่าไม่เท่ากัน สำหรับของเหลวชนิดหนึ่งความตึงผิวจะเปลี่ยนไปเมื่อมีสารเจือ เช่น น้ำเกลือหรือน้ำสบู่ซึ่งมีความตึงผิวน้อยกว่าน้ำ และความตึงผิวจะลดลงเมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น
ตารางข้างล่างแสดงความตึงผิวของของดหลวบางชนิดที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส
ของเหลว | ความตึงผิว(N/m) |
ปรอท | 0.4350 |
น้ำ | 0.0728 |
กลีเซอรอล | 0.0631 |
เบนซิน | 0.0289 |
เอทิลแฮลกอฮอล์ | 0.0223 |
ความตึงผิวในชีวิตประจำวัน
ความดันภายในฟองของเหลว (pressure inside a bubble)
ความตึงผิวทำให้เกิดผลต่างระหว่างความดันภายใน และภายนอกของฟองสบู่ หรือหยดของเหลว ฟองสบู่ประกอบด้วยผิวของฟิล์มสองผิว (ภายในกับภายนอก) โดยมีของเหลวที่เป็นชั้นบาง ๆ อยู่ระหว่างผิวทั้งสอง ภายในมีอากาศอยู่ ความตึงผิว ทำให้ฟิล์มทั้งสองพยายามหดตัว เพื่อให้ได้พื้นที่ผิวของฟองสบู่มีขนาดเล็กที่สุด แต่ในขณะที่มันหดตัวไปเรื่อย ๆ ความดันอากาศภายใน จะเพิ่มขึ้นจนในที่สุดมันสามารถดันฟิล์มทั้งสองไม่ให้หดตัวอีกต่อไป
เราจะหาผลต่างระหว่างความดันภายในกับภายนอกในรูปของรัศมีของฟองสบู่ และความตึงผิว 
ของน้ำสบู่ ในขั้นแรกเราสมมติว่าภายนอกฟองสบู่ไม่มีความดัน แต่ละครึ่งของฟองสบู่อยู่ในสมดุล ครึ่งล่างของฟองสบู่แสดงให้เห็นในรูป แรงต่าง ๆ ที่กระทำบนพื้นผิววงกลมได้แก่ แรงดึงขึ้นที่ขอบเนื่องจากความตึงผิวและแรงกดลงเนื่องจากความดันของอากาศในส่วนครึ่งบน ขนาดของเส้นรอบวงที่แรงตึงผิวกระทำอยู่มีค่าเป็น 
(กรณีที่รัศมีภายในกับภายนอกต่างกันน้อยมาก ๆ) ดังนั้นแรงตึงผิวของผิวภายในมีค่าเป็น
และแรงตึงผิวของผิวภายนอกมีค่าเป็น 
ดังนั้นแรงตึงผิวสุทธิคือ 
ของน้ำสบู่ ในขั้นแรกเราสมมติว่าภายนอกฟองสบู่ไม่มีความดัน แต่ละครึ่งของฟองสบู่อยู่ในสมดุล ครึ่งล่างของฟองสบู่แสดงให้เห็นในรูป แรงต่าง ๆ ที่กระทำบนพื้นผิววงกลมได้แก่ แรงดึงขึ้นที่ขอบเนื่องจากความตึงผิวและแรงกดลงเนื่องจากความดันของอากาศในส่วนครึ่งบน ขนาดของเส้นรอบวงที่แรงตึงผิวกระทำอยู่มีค่าเป็น (กรณีที่รัศมีภายในกับภายนอกต่างกันน้อยมาก ๆ) ดังนั้นแรงตึงผิวของผิวภายในมีค่าเป็นและแรงตึงผิวของผิวภายนอกมีค่าเป็น ดังนั้นแรงตึงผิวสุทธิคือ ความดันอากาศ(ภายใน) 
ทำให้เกิดแรงกระทำในทิศลงกับพื้นที่หน้าตัด 
ดังนั้นแรงเนื่องจากความดันอากาศภายในจึงเท่ากับ 
เพื่อทำให้ฟองสบู่อยู่ในสภาวะสมดุล ผลรวมของแรงทั้งหมดต้องเท่ากับศูนย์ จะได้ว่า ขนาดของแรงตึงผิวสุทธิ = ขนาดของแรงเนื่องจากความดันอากาศ ดังนี้
ทำให้เกิดแรงกระทำในทิศลงกับพื้นที่หน้าตัด ดังนั้นแรงเนื่องจากความดันอากาศภายในจึงเท่ากับ เพื่อทำให้ฟองสบู่อยู่ในสภาวะสมดุล ผลรวมของแรงทั้งหมดต้องเท่ากับศูนย์ จะได้ว่า ขนาดของแรงตึงผิวสุทธิ = ขนาดของแรงเนื่องจากความดันอากาศ ดังนี้  | |
 | (7-10) |
ในความเป็นจริง ความดันภายนอกฟองสบู่ไม่เป็นศูนย์ สมการ (7-10) คือผลต่างระหว่างความดันภายนอกและภายในฟองสบู่ (ความดันเกจ) ดังนั้นถ้าความดันภายนอกฟองสบู่เท่ากับความดันบรรยากาศ จะได้ว่า (ฟองสบู่) | (7-11) |
สำหรับหยดของเหลวจะมีผิวฟิล์มเพียงหนึ่งผิวเท่านั้น (one surface film) ดังนั้นแรงตึงผิวสุทธิจึงมีค่าเป็นครึ่งหนึ่งของฟองสบู่ คือ 
ในสภาวะสมดุลผลต่างระหว่างความดันภายในหยดของเหลวกับความดันอากาศภายนอกจึงเป็น (หยดของเหลว) | (7-12) |
เมื่อขนาด(รัศมี)ของฟองสบู่หรือหยดของเหลวลดลง ผลต่างของความดันภายในกับภายนอกจะมากขึ้น ดังนั้นเพื่อที่จะให้หยดน้ำเล็ก ๆ (R เล็ก) ไหลผ่านเข้าไปตามรอยแยกเล็ก ๆ เช่นใยผ้า จะต้องลดผลต่างของความดันโดยอาจทำให้น้ำร้อนขึ้น (เมื่อน้ำร้อนขึ้น ความตึงผิวของมันจะลดลง) หรือเติมสบู่เข้าไปในน้ำเพราะสบู่มีความตึงผิวน้อยกว่าน้ำ(ที่อุณหภูมิเดียวกัน)แหล่งอ้างอืง
