Was ist eigentlich Oberflächenspannung?

Dank der Oberflächenspannung bildet Wasser an der Oberfläche eine „Haut“, auf der zum Beispiel manche Insekten laufen können. Die kleinsten Teilchen des Wassers halten nämlich stärker zusammen als die Teilchen anderer Flüssigkeiten.

Wasser bildet Tropfen

Wasser bildet Tropfen (und nicht etwa einen dünnen, gleichmässigen Film): Ein Resultat seiner starken Oberflächenspannung. Bild: Lawrence Wee/Shutterstock.com

Wasser besteht aus winzigen Teilchen, den Wasser-Molekülen. Diese Moleküle haben leicht positiv geladene und leicht negativ geladene Bereiche. Positiv und negativ ziehen sich an, positiv und positiv hingegen stossen sich ab (genau wie negativ und negativ). Deshalb ordnen sich Wassermoleküle immer in einem bestimmten Muster an und halten dann fest zusammen.

Diesen Effekt bezeichnet man als Oberflächenspannung. Er bewirkt, dass sich kleine Mengen Wasser zu runden Tropfen zusammenziehen. Man kann auch ein Glas Wasser leicht über den Rand füllen, ohne dass es überläuft! Wenn man dann allerdings einen Tropfen Seife beifügt, wird die Oberflächenspannung verringert und die Wassermoleküle können sich nicht mehr so gut halten: das Glas läuft über. Probier es einmal aus! Hier findest du Experimentieranleitungen: "Wasser hat eine Haut" und "Ist ein randvoll mit Wasser gefülltes Glas wirklich voll?"

Insekten können diese Oberflächenspannung auch nutzen, um auf dem Wasser zu laufen ohne einzusinken. Wir Menschen sind dafür allerdings etwas zu schwer.

Hier sieht man schön, wie das heisse Wasser sprudelt und verdampft

Eier könnte man auch mit weniger Energieverbrauch kochen; aber hier sieht man schön, wie das heisse Wasser sprudelt und verdampft. Bild: Yuri Arcurs/Shutterstock.com

Auch auf das Verdampfen von Flüssigkeiten hat die Oberflächenspannung, bzw. der Zusammenhalt zwischen den Molekülen, einen Einfluss. Wenn man Wasser mit anderen Stoffen vergleicht, würde man erwarten, dass es bei Raumtemperatur bereits verdampft ist. Nur wegen den besonders starken Verbindungen der Moleküle (auch Wasserstoffbrücken genannt) bleibt Wasser bis ca. 100 °C flüssig.

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