표면장력과 표면에너지

액체 표면은 늘어난 멤브레인처럼 거동하는데, 이는 표면적을 최소화하는 경향이 있음을 의미합니다. 이 속성을 표면 장력이라고 합니다.

액체 내부의 분자는 주변 분자의 모든 면에서 동일하게 인력을 경험합니다. 그러나 표면 분자는 비대칭 힘을 경험합니다.

표면 분자에 가해지는 순 내향력은 분자를 아래로 당겨 표면 장력을 일으킵니다.

벌크 분자를 표면으로 이동시켜 표면 분자의 위치 에너지를 증가시키는 작업이 수행됩니다. 이 추가 에너지가 표면 에너지입니다.

비눗물에 담근 슬라이딩 와이어가 있는 프레임을 사용하여 상단 및 하단 표면이 있는 거품을 형성하는 것을 고려하십시오. 표면 장력은 슬라이딩 와이어에 수직으로 안쪽으로 작용하며 와이어를 바깥쪽으로 당기려면 외력이 필요합니다. 단위 길이당 이 힘은 표면 장력을 제공합니다.

힘이 와이어를 멀리 당겨 표면적을 증가시키면 표면 에너지는 완료된 작업에 의해 제공됩니다. 이는 표면 장력이 단위 표면적당 표면 에너지로도 정의될 수 있음을 보여줍니다.