표면장력은 무슨 원리로 생기는것인가요?

Question

물컵에 물을 가득 담으면 표면장력 형상이 나타는데 이러한 원리는 무엇 때문에 나타는것인가요? 물이 넘치지 않고 볼록 튀어나오는것이 너무나도 신기한데 이해가 가도록 설명 좀 부탁드리겠습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 물이 볼록하게 튀어나오는 것은 표면장력이 작용하기 때문입니다. 표면장력은 액체의 표면에 작용하는 분자간의 인력으로, 액체 분자가 서로 인접한 상태에서는 서로 붙어 있으며, 그 끝에서는 분자들이 단절됩니다.

따라서, 물컵에 물을 가득 담으면, 물의 분자들은 서로 끌어당겨져서 컵의 표면에 접촉하게 됩니다. 그리고 컵의 표면에서는 물 분자들이 내부로 들어가지 않으려고 하는 경향이 있기 때문에, 표면에 있는 분자들끼리 서로 끌어 당겨지는 힘이 발생하게 됩니다. 이것이 바로 표면장력입니다.

따라서, 물의 표면은 볼록하게 튀어나오게 되는데, 이는 표면에 있는 물 분자들이 내부로 들어가지 않으려고 하면서 표면 위로 올라오면서 형성되는 것입니다. 이러한 형상을 표면장력 형상이라고 합니다.

그러나, 물컵에 물을 가득 담을 때, 물이 넘치지 않고 볼록하게 튀어나오는 것은 표면장력의 결과물 중 하나일 뿐입니다. 실제로는, 물컵에 들어갈 수 있는 물의 양은 컵의 부피보다 적으며, 이것은 용적의 변화량에 대한 액체 분자들의 반응 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

물 분자간의 인력으로 인해 표면장력이 생기는데요.

물 분자간 끌어당기는 힘이 있다보니 컵에서 넘치기 직전에 서로간 끌어당기기에 볼록하게 되는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다.액체 상의 물질은 자유로이 팽창할 수 없어 다른 액체나 기체와의 사이에 표면을 생성되요 이 때 액체 표면에 존재하는 장력을 표면장력이라 해요 예를들어 풀잎에 물방울이 동~그랗게 맺히는 것도 표면장력 때문에 일어나는 현상입니다.

​

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

표면장력은 액체 표면에서 분자들이 서로 인력을 발생시켜 생기는 성질입니다. 이는 인접한 분자들이 서로에게 가해지는 분자 간 인력인 분자 간력이 원인입니다.

액체 분자는 서로 인력을 발생시켜 표면을 형성하는데, 이 표면 내부의 분자들은 서로의 무게를 지지하면서 평형을 유지하고, 표면 외부의 분자들은 평형을 유지하기 위해 표면 내부의 분자들과 상호작용하며, 이를 표면장력이라고 합니다.

표면장력의 크기는 액체의 종류와 온도, 압력 등에 따라 달라지며, 이는 분자 간력의 세기와 밀도 차이 등의 요소로 결정됩니다. 표면장력은 액체가 형성하는 드롭의 모양이나 액체가 고체 표면에 부착되는 정도 등에 영향을 미치며, 우리 주변의 많은 현상에서 중요한 역할을 합니다.

Answer 5

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

표면장력은 액체와 기체 또는 액체와 액체의 경계면에서 발생하는 분자 간 인력이 원인입니다. 이러한 분자 간 인력은 주로 분자 간의 반대 방향의 인력으로 작용합니다.

액체 분자는 다른 분자들과 상호 작용하며 서로 붙어 있으며, 내부적으로는 평형 상태를 유지합니다. 그러나 액체 분자는 액체의 표면 근처에 있는 분자들과는 상호작용이 불완전하게 일어나기 때문에, 표면 근처의 분자들은 내부의 분자들보다 더 많은 자유공간을 가지며, 분자들 간에 작용하는 인력이 더 작아집니다. 이렇게 인력이 더 약해진 부분에 발생하는 힘이 표면장력입니다.

Answer 6

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

물의 표면장력은 물 분자들 간의 인력에 기인합니다. 물 분자는 서로 붙어있으려는 경향이 있기 때문에 표면에 있는 분자들은 주변 분자들과의 인력이 균형을 이루지 못하게 됩니다. 이로 인해 표면에 있는 분자들은 내부로 향하는 인력이 없기 때문에 표면에서만 외부로 향하는 힘이 작용하게 됩니다.

이러한 표면장력 현상으로 인해 물의 표면은 가능한 최소한의 면적을 차지하려고 하기 때문에 표면이 평평하게 유지됩니다. 그러나 컵 안에 물을 채우면 컵 벽면에 의해 표면이 지지되면서, 표면이 평평한 상태를 유지하려는 힘과 벽면에 의해 상향으로 가해지는 힘이 균형을 이루게 됩니다. 따라서 물이 컵 밖으로 넘치지 않고 볼록하게 튀어나오게 됩니다.

Answer 7

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물속에 분자들은 안정적으로 있기를 좋아합니다. 그래서 분자들이 균일한 힘으로 서로 끌어 당겨서 안정적되려고 합니다. 그런데 물 표면에서는 위쪽에는 당기는 힘이 없고 아래쪽으로만 당기는 분자가 있어서 불안정해지고 그렇게 때문에 표면적을 줄이고 안정적으로 되기 위하여 잡아 당겨서 표면 장력이 생기고 둥근모양으로 생기는 이유입니다.

Answer 8

표면장력(表面張力, 영어: surface tension)은 액체의 표면이 스스로 수축하여 되도록 작은 면적을 취하려는 힘의 성질을 말하며 계면장력의 일종이다. 소금쟁이과와 같은 곤충이 물 위에 걸을 수 있게 도와 주는 것도 이 속성에서 비롯한다.

Answer 9

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

표면장력은 액체 상태의 물질이 안정화하기 위해 그 표면적을 최소화하기 위하여 당기는 힘입니다.

그리고 그 이름 그대로 표면에서만 작용하는 힘이기도 한데요, 액체 내부의 분자는 이웃한 분자에 의해 상하좌우 대칭적인 방향으로 인력이 작용하지만 액체 표면의 분자는 아래 방향으로만 힘이 작용하여 표면 적을 작게 하여 안정적인 형태를 유지하기 위함입니다.