기초과학 질문! 액체는 왜 흐를까요? 궁금합니다.
액체의 흐름 현상에 대해 알고 싶습니다. 액체의 분자 운동, 분자 간 상호작용, 그리고 흐름과 관련된 인력과 표면장력 등에 대한 정보를 자세히 알려주세요
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
분자론적으로 보면 고체는 구성 원자나 분자 사이의 결합이 매우 강하기 때문에 개개의 원자나 분자는 자유운동을 할 수 없다. 다만 서로 구속되어 정해진 위치에서 작은 진동운동만을 한다. 이에 반해서 액체, 기체 순서로 점차적으로 분자 사이의 결합이 약해지고 자유운동이 점점 자유롭게 된다. 따라서 어떤 물질이라도 고압·저온으로 분자운동을 저하시키면 고체로 변하고, 반대로 어떤 고체라도 일정 온도 이상으로 가열하면 분자의 배열이 흐트러져서 액체로 변한다.
고체는 분자간의 상대적 위치가 거의 변하지 않기 때문에 기체나 액체와는 다르게 유동성이 없고 단단한 특징을 가진다. 즉 고체는 외부에서 가해진 힘에 저항하는 성질을 가진다. 정렬된 분자 사이의 고유의 탄성(彈性)으로 인해서 고체는 외부의 힘에 저항하면서 형태를 유지할 수 있다. 암석의 경우에 손으로 누르면 거의 모양이 변화하지 않는 것 같이 보인다. 하지만 미세하게 변형되어 외부의 힘과 평형을 이루고 있다. 분자간의 탄성이 겉보기 탄성으로 나타난 것이다. 특히 표면에 수평하게 작용하는 전단응력(剪斷應力: Shear Stress)을 변형에 의한 탄성력으로 버텨낼 수 있는 것이 유체와의 차이점이다. 유체는 전단응력이 가해지면 버티지 못하고 힘의 방향으로 흐른다.안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
1. 분자 운동: 액체의 분자들은 상대적으로 자유롭게 움직입니다. 분자들은 서로 충돌하고, 운동 에너지를 교환하며, 서로의 근처를 이동합니다. 이러한 운동은 액체의 특성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.
2. 분자 간 상호작용: 액체의 분자들은 서로 강한 인력에 의해 상호작용합니다. 주요한 상호작용은 분자 간의 분자력입니다. 분자력은 분자들을 함께 유지하고 액체를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 주요한 분자 간 상호작용에는 수소 결합, 분산력, 전기적 상호작용 등이 있습니다.
3. 인력과 표면장력: 액체의 흐름은 중력 및 표면장력에 영향을 받습니다. 중력은 액체의 상승 또는 하강을 결정하는 데 기여합니다. 표면장력은 액체 표면을 형성하는 액체 분자들 간의 인력입니다. 표면장력은 액체 표면을 관통하려는 경향이 있어, 액체는 구를 형성하거나 표면이 평평하게 유지됩니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
먼저 액체의 분자 운동에 대해 설명드리겠습니다. 액체 분자는 고체 분자보다는 자유롭게 움직일 수 있어서 서로 충돌하거나 서로 떨어지는 등 다양한 운동을 할 수 있어요. 이러한 분자 운동이 액체의 흐름을 만들어내는데 중요한 역할을 합니다.
그리고 액체 분자 간의 상호작용도 흐름 현상에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나에요. 액체 분자들은 서로 인력을 느끼게 되는데 이 인력이 액체를 하나의 단일한 질량으로 유지시켜줍니다. 그리고 분자 간의 표면장력도 액체의 흐름에 영향을 미치는데 이는 액체의 표면에서 분자들이 서로 끌어당기는 힘으로 인해 발생합니다. 이는 액체 분자들이 서로 인력을 느끼기 때문입니다. 이 인력은 액체 분자들을 서로 끌어당기는 힘으로 작용하게 되는데 이는 액체 분자들이 서로 떨어지지 않고 함께 움직이게 만들어줍니다. 그리고 액체 분자들이 서로 충돌하면서 운동 에너지를 전달하게 되는데 이는 액체의 흐름을 만들어내는 데 중요한 역할을 합니다.
마지막으로 액체의 흐름 현상은 액체 분자들의 운동 에너지와 분자 간 상호작용 인력과 표면장력 등 다양한 요소들이 복합적으로 작용하여 발생하는 것이기 때문에 정확한 이유를 하나로 규명하기는 어렵습니다. 하지만 이러한 요소들이 모여서 액체의 흐름을 만들어내는 것은 분명합니다.
제가 알고 있는 바로는 이 정도가 액체의 흐름 현상에 대한 가장 중요한 요소들이에요. 감사합니다.
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안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.
모든 물체는 분자를 이루어져 있습니다이 분자와의 결합이 어느 정도인지에 따라서 고체 액체 또는 기체로 형태를 변화하게 됩니다 액체는 고체보다는 약하게 또는 기체보다는 강하게 분자가 얽혀 있는 상태로 서로 잡아당기고 있지만 그 형태가 움직일 수 있기 때문에 중력이 가해지는 방향으로 흐르게 됩니다
