Agnes Luise Wilhelmina Pickles는 표면 장력의 개념을 발견했습니다. 그녀는 독일에서 자체 훈련 된 화학자였습니다. 처음에, 그녀는 표면 과학 분야에서 현대적인 분야를 설립하는 데 일했으며, 주로 고체 및 액체 표면의 물리적 및 화학적 특성을 설명합니다.
.그녀는 슬라이딩 트로프의 도움으로 물의 불순물을 평가하고자하는 실험의 도움 으로이 개념을 발견했습니다. 불순물은 유해한 독성을 의미하지 않고 대신 비누와 기름과 같은 가정의 불순물 일뿐입니다.
그녀의 장치의 도움으로, 그녀는 표면 장력이 액체 표면에서 디스크를 제거하는 데 필요한 힘의 양 뿐이다는 것을 발견했습니다.
표면 장력
표면 장력은 어떤 종류의 외부 힘에 저항 할 수있는 능력을 갖는 액체 표면의 특성으로 정의 된 현상이다. 액체 (즉, 물 분자)가 응집력있는 특성을 갖기 때문에 가능할 수 있습니다. 표면 장력에 대한 공식은
로 표시 될 수 있습니다𝛄 =(1/2) (f/l)
여기서 <=표면 장력
f =주어진 액체에 가해지는 힘
L =액체 표면의 길이
표면 장력의 SI 단위는 미터당 뉴턴 (N/M)으로 표시됩니다. 이 SI 유닛을 이해하고 기억하는 것은 매우 쉽습니다. 힘의 유닛은 뉴턴이고 길이는 미터이기 때문입니다. 따라서 F/L의 경우 장치는 N/M입니다.
표면 장력의 원인
우리가 알다시피, 표면 장력 현상은 액체 분자들 사이의 응집력있는 성질로 인해 발생합니다. 그러나 대부분의 액체 분자가 각각 및 다른 주변 분자와 매우 밀접하게 포장되는 특별한 경우가 있습니다. 따라서 그들은 모든 방향으로 서로를 똑같이 당겨서 순 힘의 0 값으로 이어질 것입니다.
이웃 입자 사이의 인력이 높으면 표면 장력도 높아질 것입니다.
과도한 압력
표면 장력으로 인해 필름 표면 또는 주어진 액체의 분자 수는 액체 내부에서 발생하는 힘보다 표면의 순 힘을 경험할 것입니다. 과도한 압력은 외부 표면이 아닌 액체 표면 내부에서 발생합니다.
비누 버블 내부의 과도한 압력에 대한 표현
비누 거품 내의 과도한 압력은 표면 장력에 반비례합니다. 반경 R을 갖는 비누 거품의 경우, 초과 압력은 p =4𝝈/r로 표현되며, 여기서 𝝈는 표면 장력을 나타내고, R은 비누 거품의 반경을 나타내고, P는 거품에 가해지는 압력을 나타냅니다.
.과도한 압력 =p =pi - po, 여기서 pi는 내부 압력이고 Po는 외부 압력입니다.
우리는 압력으로 인한 힘 =표면 장력으로 인한 힘이므로 기포 강하 내부의 과도한 압력으로 인해 나머지 자유 표면은 외부 방향으로 순 힘을 경험해야합니다. 등온 조건에서 여유 공간은 DR에 의해 대체됩니다. 따라서 여기서 과도한 압력은 표면 공정을 대체하는 데 약간의 작업을 수행 할 것이며이 작업은 잠재적 에너지로 저장 될 수 있습니다.
수행 된 작업은 힘과 변위의 산물로 표시됩니다.
DW =힘 X 변위
=과도한 압력 X 표면적 x 표면의 변위
=p x 4 2r2 x dr ——— (1)
시스템의 잠재적 에너지가 증가하면 공식을
로 얻습니다.du =표면 장력 x 자유 표면 영역의 면적에서 증가.
=t [2 {4 2 (2RDR)}] ———— (2)
방정식 (1)과 (2)를 동일시함으로써 우리는 얻을 수 있습니다.
p x 4 𝞹r2 x dr =t [2 {4𝞹 (2rdr)}}
p =(4t) / r
과도한 압력과 표면 장력의 관계
한 가지 주요 관계는 표면 장력으로 인한 힘이 과도한 압력으로 인한 힘과 동일하다는 것입니다. 압력 차이에 의해 가해지는 힘은 표면 장력에 의해 가해지는 힘의 균형을 유지해야한다. 이러한 관계의 주요 예 중 하나는 액체 방울 또는 비누 거품입니다.
이미 공기와 접촉하는 구형 비누 거품은 두 개의 액체 표면으로 구성됩니다. 하나는 표면 내부에 있고 다른 하나는 표면 바깥에 있습니다. 그리고 가장 중요한 것 중 하나는 표면 내부의 압력이 항상 표면 외부의 압력보다 클수록 항상 더 크다는 것입니다. 기본적으로 표면 압력을 증가 시키면 자동으로 표면 장력이 증가합니다.
과도한 압력 및 표면 장력 중요성
표면 장력 현상은 다수의 과정과 방법론을 사용하여 액체의 거동에 의해 결정되었다. 그들 중 일부는 습윤과 습윤성입니다.
물 분자에서 표면 장력은 적절한 방울 모양을 달성하고 구조를 유지하는 데 매우 중요합니다.
과도한 압력은 표면에 약간의 작업을 수행 하며이 작업은 시스템 내에서 잠재적 에너지 형태로 저장 될 수 있습니다.
결론
과도한 압력과 표면 장력 모두 많은 응용 프로그램이 있습니다. 그들은 우리의 일상 생활에서 필수적인 중요한 역할을합니다. 표면 장력은 물리 및 화학 분야에 적용되며 인체 신진 대사에서 중요한 역할을합니다. 식물 성장에서 표면 장력은 물이 내성없이 자일 렘 조직을 통과하는 데 도움이됩니다.
최근에, 연구자들은 표면 장력으로부터 생성 된 힘이 신체 세포의 위치를 재정렬하는 데 중요한 역할을한다는 것을 밝혀냈다.
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