ความตึงผิวของของเหลว (surface tension) คือ แรงที่ผิวของของเหลวกระทำต่อของเหลวที่อยู่ภายใน แรงนี้ทำให้ผิวของของเหลวมีลักษณะเป็นแผ่นบาง ๆ และสามารถรับน้ำหนักได้ในระดับหนึ่ง
สาเหตุของความตึงผิวของของเหลวเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของเหลว โมเลกุลของเหลวแต่ละโมเลกุลจะดึงดูดโมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียงกัน โมเลกุลที่อยู่ผิวหน้าของเหลวจะมีโมเลกุลที่อยู่ด้านในของเหลวล้อมรอบอยู่เพียงด้านเดียว โมเลกุลเหล่านี้จึงถูกดึงดูดโดยโมเลกุลที่อยู่ด้านในของเหลวจากทุกทิศทาง ทำให้ผิวของของเหลวมีลักษณะเป็นแผ่นบาง ๆ
ความตึงผิวของของเหลวจะแปรผันตามอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิของเหลวสูงขึ้น ความตึงผิวของของเหลวจะลดลง เนื่องจากโมเลกุลของเหลวจะเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น และแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลจะลดลง
ตัวอย่างของปรากฏการณ์จากความตึงผิวของของเหลว ได้แก่
- การโค้งของผิวของเหลว (meniscus effect) เมื่อของเหลวสัมผัสกับพื้นผิวของแข็ง ผิวของเหลวจะโค้งขึ้นหรือลง ขึ้นอยู่กับว่าพื้นผิวของแข็งมีสมบัติดูดซับของเหลวหรือไม่
- การซึมตามรูเล็ก (capillary action) ของเหลวจะซึมไปตามรูเล็ก ๆ ของเหลวจะซึมขึ้นสู่รูเล็ก ๆ หากรูเล็ก ๆ มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าความตึงผิวของของเหลว
- การลอยตัวของแมลงบนผิวน้ำ แมลงมีน้ำหนักเบากว่าของเหลว และแรงดึงดูดระหว่างแมลงกับโมเลกุลของเหลวจะมากกว่าน้ำหนักของแมลง ทำให้แมลงสามารถลอยตัวอยู่บนผิวน้ำได้
หน่วยของความตึงผิวของของเหลวคือ นิวตันต่อเมตร (N/m)
ตารางแสดงค่าความตึงผิวของของเหลวบางชนิด
| ของเหลว | ความตึงผิว (N/m) |
|---|---|
| น้ำ | 72.8 |
| น้ำเชื่อม | 32.6 |
| น้ำมันพืช | 25.0 |
| น้ำมันก๊าด | 23.0 |
| น้ำยาง | 0.03 |
ความตึงผิวของของเหลวมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น
- ใช้ในการผลิตกระดาษ กระดาษถูกทำให้แห้งบนผ้ากรอง แรงตึงผิวของน้ำจะดึงกระดาษให้ติดกับผ้ากรอง
- ใช้ในการผลิตสบู่ สบู่จะแตกตัวเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่มีส่วนหัวเป็นขั้วชอบน้ำและส่วนหางเป็นขั้วไม่ชอบน้ำ แรงตึงผิวของน้ำจะดึงดูดส่วนหัวของโมเลกุลสบู่ให้รวมตัวกันเป็นฟองสบู่
- ใช้ในการดูดซับของเหลวด้วยผ้าเช็ดทำความสะอาด แรงตึงผิวของน้ำจะดึงดูดน้ำให้ซึมเข้าไปในผ้าเช็ดทำความสะอาด
นอกจากนี้ ความตึงผิวของของเหลวยังถูกนำมาประยุกต์ใช้ในด้านต่าง ๆ อีกมากมาย เช่น การผลิตเส้นใย การผลิตหมึกพิมพ์ และการผลิตวัสดุกันน้ำ