액체

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Glass with liquid.jpg

액체(液體)는 간단히 말해 물질의 상으로 처럼 부피는 일정하지만 자유롭게 모양을 바꿀 수 있는 유체를 말한다. 구체적으로 말해 액체는 50℃에서 300kPa(3bar) 이하의 증기압을 가지고, 20℃ 및 101.3kPa에서 완전히 가스상이 아니며 또한 101.3kPa에서 녹는점 또는 초기 녹는점이 20℃ 이하인 물질을 말한다.

끓는점 이상의 온도에서 기체로, 어는점 이하에서 고체로 상을 바꾼다.

액체는 고체와 달리 어떤 모양의 그릇에나 들어갈 수가 있다. 이것은 액체를 이루고 있는 입자가 고체의 경우보다 상호간의 결합력이 약하여 움직이기 쉽기 때문이다. 또, 기체를 주사기에 넣고 구멍을 막은 다음 피스톤을 밀었다가 뺐다가 하면 기체의 부피가 변한다. 그러나 액체는 이와 같이 해도 부피가 변하지 않는다. 이것은 액체를 이루고 있는 입자의 틈새가 기체의 경우보다 훨씬 작기 때문이다.

액체의 구조[편집]

원소 가운데 실온에서 액체인 것은 금속에서는 수은, 비금속에서는 브로민의 2종으로 매우 적다. 이 밖에 실온에 가까운 녹는점을 가지는 금속에 갈륨(녹는점 29.8℃)과 세슘(녹는점 28.5℃), 프랑슘(녹는점 300K)이 있을 뿐이다. 이와 같이, 우리의 주변에서 볼 수 있는 액체는 대부분 화합물이든가 아니면 그들이 혼합된 것이다. 액체는 고체의 경우와 달리 그것을 이루고 있는 입자의 배열이 불규칙하여 입자가 상당히 자유로이 운동할 수 있다. 여러 가지 물질의 끓는점을 비교해 보면 상당히 높은 것도 있고 낮은 것도 있다. 끓는점이 높다는 말은 액체를 구성하고 있는 입자(원자,분자 이온)가 따로따로 흩어져 있어 기체로 될 온도가 높다는 것을 뜻한다. 다시 말하면, 이것은 액체를 구성하고 있는 입자 사이에 강한 힘이 작용하고 있을수록 끓는점이 높아진다는 말이 된다.

점성[편집]

유리병 속에 에탄올(에틸알코올)과 진한 황산을 각각 넣고 흔들면 유리병의 벽을 타고 내리는 모양이 다르다. 에틸알코올은 비교적 깨끗이 내려가지만, 진한 황산은 끈적끈적하며 잘 내려가지 않는다. 액체의 이러한 성질을 점성이라고 한다. 점성을 엄밀히 측정하기는 상당히 어려운 일이지만, 굵기가 같은 가는 관을 같은 양의 액체가 타고 내리는 시간을 비교하면 점성이 큰 액체 쪽이 시간이 더 걸린다. 이때, 한쪽 액체를 표준으로 하여 시간을 재면 점성을 비교할 수가 있다. 점성은 온도가 올라가면 감소하는 것이 보통이므로 측정할 때는 온도를 일정하게 유지해야 한다. 오스트발트의 점도계를 사용하여 물을 표준으로 삼으면, 어떤 액체와 물의 점성의 비(비점성도)는 각각의 밀도를 d, dw, 점도계의 두 눈금 사이를 흘러내리는 시간을 t, tw라고 할 때 dt/dwtw로 구할 수 있다. 분자성 액체에서는 액체로 존재하는 온도 범위가 좁은 물질이 넓은 물질에 비해서 점성이 작다. 또, 분자의 구조가 복잡한 것은 점성이 크다. 물이나 알콜 등은 수소 결합이 있으므로 양상이 좀 다르다.

표면장력[편집]

표면장력(表面張力)은 액체의 표면이 스스로 수축하여 되도록 작은 면적을 취하려는 힘의 성질을 말하며 계면장력의 일종이다. 소금쟁이과와 같은 곤충 위에 걸을 수 있게 도와 주는 것도 이 속성에서 비롯한다. 또 다른 예로 바늘 등의 금속 물질, 면도 칼날, 포일 조각과 같은 조그마한 물체들이 물 표면 위에 뜨는 것을 들 수 있다. 이는 모세관 현상과 밀접한 관계가 있다.

참고 문헌[편집]