Oberflächenspannung und Kapillarwirkung

Kurz: Die Oberfläche von Wasser verhält sich wie eine dünne, gespannte Haut. Deshalb können Wasserläufer über einen Teich laufen und Tropfen werden rund.

Genauer: Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an. Im Inneren wirken diese Kräfte von allen Seiten, an der Oberfläche fehlen Nachbarn nach oben, deshalb werden die Moleküle dort nach innen gezogen. Die Flüssigkeit versucht so, ihre Oberfläche möglichst klein zu halten.

Im Detail

• Runde Tropfen: Eine Kugel hat bei gleichem Volumen die kleinste Oberfläche. Kleine Tropfen und Seifenblasen sind deshalb nahezu kugelförmig.
• Wasserläufer: Diese Insekten verteilen ihr geringes Gewicht auf wasserabweisende Beine und sinken nicht ein, weil die Oberflächenhaut sie trägt.
• Büroklammer-Versuch: Legt man eine Büroklammer vorsichtig flach auf Wasser, schwimmt sie, obwohl Metall dichter ist als Wasser. Ein Tropfen Spülmittel lässt sie sofort sinken.
• Spülmittel: Tenside senken die Oberflächenspannung. Wasser kann dann besser in Stoffe und Ritzen eindringen und Schmutz lösen.
• Kapillarwirkung: In sehr engen Röhrchen steigt Wasser von selbst nach oben, weil es an den Wänden haftet und die Oberflächenspannung den Rest mitzieht. Je enger das Röhrchen, desto höher steigt es.
• Im Alltag: Küchenpapier, Schwämme, Handtücher und Dochte saugen Flüssigkeit über feine Kapillaren auf. Auch Feuchtigkeit kann so in Mauerwerk aufsteigen.
• In Pflanzen: Kapillarkräfte tragen zum Wassertransport in Pflanzen bei, die Hauptarbeit leistet aber der Sog durch Verdunstung an den Blättern.
• Gewölbte Oberfläche: In einem Glas steigt Wasser am Rand leicht an und bildet eine nach oben offene Wölbung, den Meniskus. Quecksilber dagegen wölbt sich nach oben, weil es kaum am Glas haftet.
• Zusammenhänge: Wie Tenside wirken und wie sich Wasser in seinen Zuständen verhält (seife-und-tenside-wie-sie-reinigen, aggregatzustaende).