Meniscus (fysica)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Meniscus is de naam voor de vloeistofspiegel die kan worden waargenomen op het grensvlak tussen een vloeistof en de lucht, of tussen twee niet-mengbare vloeistoffen.

De vorm van de meniscus wordt bepaald door drie natuurkundige gegevens:

• de zwaartekracht
• de interne cohesie van de vloeistof
• de adhesiekrachten van de vloeistof naar het materiaal van de wand.

Als alleen zwaartekracht zou spelen ontstaat er een perfect vlakke, perfect horizontale grenslaag. De inwendige moleculaire aantrekkingskrachten in de vloeistof (van der Waalskrachten, en bv. ook waterstofbruggen in het geval van water) streven naar een bolvorm van de vloeistof, een toestand waarin het oppervlak zo klein mogelijk wordt; en de krachten tussen het materiaal van het vat en de vloeistof bepalen hoe de meniscus er uiteindelijk uitziet.

Als de aantrekkingskracht van de wand overheerst, dan kruipt de vloeistof wat tegen de wanden van het vat omhoog en wordt de resulterende meniscus hol. Dit ligt ten grondslag aan capillairen, maar het effect is ook te zien bij water in een schoon glas.

Bij kwik zijn de interne krachten sterk: in een reageerbuis of thermometer heeft kwik een duidelijk bolle meniscus, en gemorst vloeibaar kwik blijft zelfs als kleine kraaltjes op het tapijt liggen. Zonder grote interne krachten is een bolle meniscus ook mogelijk, als de externe kracht maar klein is. Op een waterafstotende regenjas zien we dat: zelfs vrij grote regendruppels op de jas benaderen de bolvorm aardig. Druppelen we water met afwasmiddel op de jas dan gaat dit niet meer op: deze oppervlakte-actieve stof verdringt het water van het grensvlak en gaat innige banden aan met het textiel.