{"id":8898,"date":"2024-12-19T11:30:00","date_gmt":"2024-12-19T10:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=8898"},"modified":"2025-10-01T16:52:13","modified_gmt":"2025-10-01T14:52:13","slug":"oberflaechenspannung-von-wasser","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/oberflaechenspannung-von-wasser\/","title":{"rendered":"Oberfl\u00e4chenspannung von Wasser"},"content":{"rendered":"

\u00ab Einblicke in ein faszinierendes physikalisches Ph\u00e4nomen \u00bb<\/h2>\n

Die Oberfl\u00e4chenspannung von Wasser \u00fcbertrifft die der meisten anderen Fl\u00fcssigkeiten. Sie beeinflusst viele physikalische Eigenschaften von Wasser und spielt eine wichtige Rolle in unterschiedlichsten nat\u00fcrlichen und technischen Prozessen. Warum hat Wasser Oberfl\u00e4chenspannung, welche Bedeutung hat die Oberfl\u00e4chenspannung von Wasser und wie l\u00e4sst sie sich ermitteln?<\/strong><\/p>\n

Wasser und Oberfl\u00e4chenspannung: Die Erkl\u00e4rung des Ph\u00e4nomens<\/h2>\n

Als Oberfl\u00e4chenspannung wird das aufgrund von Molekularkr\u00e4ften auftretende Bestreben von Fl\u00fcssigkeiten bezeichnet, ihre Oberfl\u00e4che kleinzuhalten. Die Tropfenbildung von Wasser ist diesem Effekt ebenso zu verdanken wie die Tatsache, dass Insekten auf der Wasseroberfl\u00e4che laufen k\u00f6nnen oder eine Rasierklinge auf Wasser schwimmt, obwohl sie aus Metall besteht.<\/p>\n

Im engeren Sinne ist nur dann von Oberfl\u00e4chenspannung die Rede, wenn eine Fl\u00fcssigkeit an die eigene ges\u00e4ttigte Dampfphase grenzt. Ansonsten handelt es sich um Grenzfl\u00e4chenspannungen. Zur\u00fcckf\u00fchren l\u00e4sst sich die Oberfl\u00e4chenspannung von Wasser darauf, dass die Molek\u00fcle an der Wasseroberfl\u00e4che st\u00e4rker aneinanderhaften als die Luftmolek\u00fcle dar\u00fcber.<\/p>\n

\"Wassertropfen-Oberfl\u00e4chenspannung\"
\u00a9 Steve Mann – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Wie entsteht Oberfl\u00e4chenspannung?<\/h3>\n

Wassermolek\u00fcle besitzen einen positiven und einen negativen Ladungsschwerpunkt. Die Elektronen werden vom Sauerstoffatom st\u00e4rker angezogen als von den Wasserstoffatomen. Hieraus resultieren eine negative Teilladung am Sauerstoff und positive Teilladungen an den Wasserstoffatomen.<\/p>\n

Liegen zwei Wassermolek\u00fcle nah beieinander, zieht die positive Teilladung des Wasserstoffatoms des einen Molek\u00fcls die negative Teilladung des Sauerstoffatoms des anderen Molek\u00fcls an und es entsteht eine sogenannte Wasserstoffbr\u00fcckenbindung. Die dabei wirkenden Molekularkr\u00e4fte f\u00fchren dazu, dass an der Oberfl\u00e4che befindliche Wassermolek\u00fcle einseitig nach innen gezogen werden, da die von den Luftmolek\u00fclen ausge\u00fcbten Anziehungskr\u00e4fte verglichen damit sehr gering sind.<\/p>\n

Da im Inneren einer Wassermenge jedes Molek\u00fcl von zahlreichen weiteren Wassermolek\u00fclen umgeben ist, wirken die zwischen ihnen bestehenden Anziehungskr\u00e4fte gleichm\u00e4\u00dfig nach allen Seiten. Dadurch heben sie sich in ihrer Wirkung gegenseitig auf.<\/p>\n

Im Grenzbereich zwischen Wasser und Luft fehlen die entsprechenden Anziehungskr\u00e4fte nach oben hin, w\u00e4hrend nach unten hin Wassermolek\u00fcle vorhanden sind. Diese ziehen die an der Oberfl\u00e4che des Wassers befindlichen Wassermolek\u00fcle an. Dadurch wirkt auf die Oberfl\u00e4chenmolek\u00fcle eine ins Innere der Fl\u00fcssigkeit gerichtete Kraft. Die Summe dieser Kr\u00e4fte macht sich als Oberfl\u00e4chenspannung bemerkbar.<\/p>\n

\"Oberfl\u00e4chenspannung
Von David Kirkby (Flickr user darkmatter \/ Dk matter in der Wikipedia auf Englisch) – Eigenes Werk, (Flickr photo page), CC BY 2.5, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=765756<\/figcaption><\/figure>\n

Auswirkungen der Oberfl\u00e4chenspannung von Wasser<\/h2>\n

Neben der Tropfenbildung und der F\u00e4higkeit, Insekten einen ausreichend festen Untergrund zu bieten, ist die Oberfl\u00e4chenspannung von Wasser an verschiedenen weiteren Effekten ersichtlich.<\/p>\n

Kapillarwirkung<\/h3>\n

Kapillarwirkung beschreibt die F\u00e4higkeit von Fl\u00fcssigkeiten, entgegen der Schwerkraft in engen Spalten oder R\u00f6hren aufzusteigen. Das geschieht durch die Wechselwirkung von Koh\u00e4sion und Adh\u00e4sion im Wasser, wobei die Koh\u00e4sionskr\u00e4fte zwischen den Fl\u00fcssigkeitsmolek\u00fclen und die Adh\u00e4sionskr\u00e4fte zwischen dem Wasser und der festen Oberfl\u00e4che wirken. F\u00fcr diesen Effekt der Oberfl\u00e4chenspannung k\u00f6nnen diese Beispiele zur Veranschaulichung dienen:<\/p>\n