간단히 말해서, 표면 장력은 액체의 분자가 액체의 표면에서 그 위의 공기보다 서로 더 끌리는 경향입니다.
좋아하는 바텐더가 파인트를 붓고 유리가 완비되도록하고 싶다고 상상해보십시오. 그녀가 당신에게 그것을 미끄러 뜨리면, 맥주가 정상에서 나오는 것처럼 보입니다. 당신은 파인트의 수준으로 자신을 낮추고 충분히 충분히…
당신은 아마도 이것이 밤의 마지막 음료 일 것이라고 생각하면서 그것을 흔들어 놓았지만 실제로는 표면 긴장이 행동하는 것을 목격했습니다. 표면 장력은 많은 사람들이 들었던 액체 물질의 신비 롭고 매혹적인 측면이지만 완전히 이해하지 못할 수도 있습니다. 처음부터 시작 하여이 놀라운 자연 현상을 자세히 살펴 보겠습니다.
표면 장력이란?
간단히 말해서, 표면 장력은 액체의 분자가 그 위의 공기보다 액체 표면에서 서로 더 많이 끌리는 경향입니다. 서로에 대한 분자의 매력은 분자간 힘으로 알려져 있습니다. 임의의 액체 물질에서, 분자는 일정한 무작위 운동을하며 지속적으로 재 배열되고있다. 액체의 한가운데서, 모든 분자는 모든 방향으로 다른 분자에 의해 당겨지고 있습니다. 그러나, 액체 위에 공기 만있는 표면에서, 분자는 각각 옆과 아래의 분자에 의해 측면과 아래쪽으로 만 당겨지고있다.
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(사진 크레딧 :Magnetix/Shutterstock)
표면 수준 분자의 이러한 하향 당기는 이들이 서로 더 단단하게 당겨져 더 안정적이고 정렬 된 배열로 압축됩니다. 이 단단한 표면 분자 행은 액체 표면에 탄성 막의 무언가를 형성합니다. 분자는 아래의 더 혼란스러운 분자 배열과 달리 더 단단히 배열되어 서로 옆에 부드럽게 줄을 섰습니다.
이 "탄성 막"의 강도는 액체의 유형에 의존합니다. 예를 들어, 물은 표면 장력이 매우 높기 때문에 산소와 수소 (H2O)의 두 화학 성분 (H2O)은 각각 부분 음성 및 양전하를 나타내므로 주변의 다른 모든 물 분자에 끌립니다. 수소 결합은 악명 높기 때문에 물은 다른 액체보다 표면에서 더 잘 유지되는 경향이있어 놀랍게도 파손하기 어려운 방패를 형성합니다.
표면 장력이 중요한 이유는 무엇입니까?
액체 의이 속성은 확실히 흥미롭지 만, 우리의 일상 생활에서 큰 역할을하는 것은 아니지만, 그것이 당신이 잘못된 곳입니다. 슬로우 모션 (표면 장력의 또 다른 예) 또는 워터 스트라이더가 호수 표면을 따라 훑어 보면서 2 미터/초에 스스로 걷어차는 완벽하게 둥근 물방울의 멋진 비디오를 보는 것 외에도 표면 장력이 중요한 이유는 무엇입니까?
워터 스트라이더. (사진 크레딧 :Jan Miko/Shutterstock)
특정 산업에서 표면 장력은 제품 오염에 대한 더 쉬운 메트릭입니다. 표면 장력이 분자 수준에서 결정되기 때문에, 액체의 성분 액체, 계면 활성제, 연료 또는 화합물에 대한 변화는 표면 장력의 변화를 초래할 것이다. 완벽하게 순수한 조성물의 표면 장력이 알려져 있다면, 그로부터의 변화는 어느 정도의 오염을 나타냅니다. 이것은 표면 장력의 추상적 인 적용처럼 보일 수 있지만 가장 간단한 것들조차도 과학에 가장 큰 영향을 줄 수있는 방법을 보여줍니다. 흥미롭게도, 불순물이 표면 긴장에 미치는 영향은 아그네스 포켓에 의해 처음 발견되었습니다.
앞서 언급했듯이, 표면 장력은 물이 떨어지지 않고 물 표면을 가로 질러 움직일 수있는 소수의 생물 중 하나 인 물가들에게 중요합니다.이 현상은 스트라이더의 다리가 "습지가 불가능한"이기 때문에, 다리의 다리가 공기를 막아 공기를 포착하여 물을 부러 뜨리지 않고 본질적으로 물의 표면을 압도 할 수 있기 때문입니다. 머리카락은 또한 물 스트라이더의 표면적을 증가시켜 물 표면에 힘이 줄어들고 있음을 의미합니다. 섬세한 힘과 이상적인 적응의 마음을 괴롭히는 조합입니다.
그러나 가장 중요한 것은 사람들이 거의 깨닫는 사람이 아닌 표면 장력으로 인해 잎과 씨앗에서 분자 및 단백질에 이르기까지 물건을 떠 다니는 것이 가능합니다. 미세한 규모로 내려 가면 물체의 표면은 물 분자의 표면 장력에 의해 매우 생생하고지지됩니다. 우리의 생태계는 표면 장력의 작용없이 생존하거나 심지어 발달 할 수 없으며, 물의 조성은 덜 안정적이며 끊임없이 기체 상태로 흐르고 있습니다. 그렇습니다. 믿거 나 말거나, 표면 장력이 우리 가이 오랫동안 살아남 았던 유일한 이유 일 수 있습니다!
최종 단어
표면 장력은 일상 생활에서 개념화되거나 가치를 높이기가 어려울 수있는 과학 세계의 세부 사항 중 하나이지만 실제로 우리가 알고있는 모든 삶을 뒷받침합니다. 표면 장력은 생태계가 번성 할 수있게 해주 며, 대부분의 사람들이 간과하는 방식이지만 씨앗과 분자가 떠 다니고 많은 삶을 운전할 수 있습니다. 또한 모든 물 한 방울이 얼마나 복잡하고 놀라운지를 흥미롭게 상기시켜줍니다. 다음에 비누 거품을 날리거나 잎 끝에서 물 구슬을 비울 때, 그 작은 기적을 가능하게하는 유일한 것은 표면 장력이라는 것을 기억하십시오!
