표면장력

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잎에 맺힌 물방물

소금쟁이가 물에 떠 있다.

수도꼭지에서 물이 떨어지는 모습

표면 장력(表面張力, 문화어: 겉면켕김힘)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. 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.

분자 사이에 작용하는 힘에 따라 분자가 서로 접촉하여 응축하려고 하며, 이 결과 표면적이 적은 원모양이 되려고 한다. 물방울이나 비누 방울이 둥글게 되는 것도 이 원리에 따른 것이라고 할 수 있다.

표면장력은 온도가 오르면 낮아진다. 온도가 오르면 분자 운동이 활발하게 되는 것도 이와 관련이 있다. 또, 불순물에 의해서도 영향을 받는다.

표면장력은 측정기를 통해 측정할 수 있다. 또, 액체의 물리적, 화학적 작용은 표면 장력을 고려하지 않으면 이해가 불가능하다.

수은 > 물 > 비눗물 > 에탄올 순으로 표면 장력이 크다. 비누나 합성 세제와 같은 계면활성제는 물에 녹아서 물의 표면 장력을 감소시킨다.^[1] 표면장력이 클수록 증발하는 데 많은 시간이 걸린다. ^[2]

[편집] 정의

액체의 한 분자의 힘을 그린 그림

[편집] 열역학 정의

열역학에 대한 표면장력의 뜻은 넓다:

표면장력 σ은 온도 T와 장력 p에서 바뀌지 않는 상태에 있는 깁스 자유 에너지 G에 대한 면적 A의 편미분이다:

$\sigma = \left(\frac{\partial G}{\partial A} \right)_{T,p}$

깁스 자유 에너지의 단위는 에너지 단위이다. 반면 표면장력의 단위는 에너지/면적이다.

물리야금정의

단위 면적당 원자결합수의 에너지 r=(dW/dA)t.v.ui

온도 부피 i종의 화학 퍼텐셜은 독립 변수로 상수 취급합니다.

[편집] 물의 표면장력

물은 수소 결합에 의해 분자 간의 인력이 크기 때문에 다른 액체에 비해 표면 장력이 크다. ^[1]

[편집] 사진첩

	흐르는 물에 손을 대고 있는 사진.	비누 거품은 내부 기체 압력에 표면장력의 균형을 맞춘다.	표면장력은 동전이 가라앉는 것을 막는다. 동전은 물보다 밀도가 더 많으므로 부력만으로 뜨지는 않는다.
데이지.			금속 종이클립이 물 위에 떠 있다.