표면장력은 어떻게 측정하나요? 알려주세요.

Question

컵에 물을 붓다 보면

컵의 제일 윗부분에서 위로 볼록하게 물이 맺히는데요.

표면장력을 계산하는 식이 따로 있나요?

물이나 기름이나 알콜은 다른 액체니까

표면장력도 다를텐데요

표면장력이 크다는 것은 어떤 의미인지도 알려주세요.

Answer 1

네, 표면장력을 계산하는 공식이 있습니다. 표면장력은 액체의 표면과 기체나 고체 사이에서 작용하는 분자 간의 상호작용에 의해 발생하는 현상입니다. 표면장력은 공식으로 다음과 같이 표현됩니다:

F=γ⋅l

여기서,

• F는 표면장력입니다.

• γ는 표면장력 계수(surface tension coefficient)로서 해당 액체의 특성을 나타내는 값입니다.

• l은 액체의 경계면의 길이입니다.

액체의 종류에 따라 표면장력 계수 γ 값은 다를 수 있습니다. 예를 들어, 물의 경우에는 높은 표면장력을 가지며, 기름이나 알콜과 같은 다른 액체들은 상대적으로 더 낮은 표면장력을 가집니다. 이는 각 액체 분자들 사이의 분자간력과 상호작용에 기인한 차이로 이해할 수 있습니다.

표면장력이 크다는 것은 액체 분자들 간의 분자간력이 강하며, 액체의 표면이 긴장되어 있는 상태를 의미합니다. 이런 상태에서 액체의 표면이 가능한 작은 면적을 차지하려고 하므로, 액체의 표면이 볼록한 형태로 모이게 됩니다. 이러한 현상이 컵에 물을 붓을 때 표면에서 발생하는 것입니다. 표면장력이 작다면 액체 분자들 간의 분자간력이 상대적으로 약해져 표면이 긴장되지 않고 물이 평평하게 퍼지게 될 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.

표면장력의 측정법 중에서 가장 일반적인 방법을 알려드릴게요

1. 링방법

액체 표면에 링을 넣고 링을 끌어 올리는 힘을 측정하는 방법이에요

2. 모세관 상승법

모세관 상승법은 모세관 내부에 액체가 상승하는 높이를 측정하는 방법이에요

3.드 누이 방법

드 누이 방법은 액체가 흘러나가는 속도를 측정하는 방법이에요.

Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

표면장력의 정확한 수치를 제는것은 정밀기계로 측정하는방법 밖엔 없습니다.

그냥 동체적인 비율로 측정하자 면은 얇은 클립이나 이수시게 같은 것을

띄여보고 어느정도 기준을 만들어 놓고 뜬다 안뜬다 이정도의 실험정도 밖에는

안되지요. 간단하게 말해서 물에는 클립이 잘만 올려놓으면 뜹니다.

그러나 비눗물위에선 클립이 뜨지 않지요,. 그로보아서 표면장력이 물이더 높다

는걸 알수있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.

난방판법은 액체에 닿아 있는 고체 판의 표면을 통해 힘을 측정합니다. 고체 판을 수평으로 배치하고, 액체에 닿아 있는 부분의 길이를 측정합니다. 액체와 고체 사이에서 발생하는 힘에 의해 길이가 변화하므로 이를 측정하여 표면장력 값을 계산할 수 있습니다.

관측파일름계법은 얇은 유리 관 안에서 액체가 상승하는 높이를 관찰하여 표면장력을 추정하는 방법입니다. 유리 관 내부의 내부 지름과 액체 상승 높이 사이의 관계를 사용하여 계산할 수 있습니다.