표면 장력

표면장력은 액체 표면이 수축하여 표면적을 최소화하려는 경향을 말합니다.

액체의 대부분 내부에서는 분자들이 다른 분자들로 둘러싸여 있습니다. 그들은 모든 방향에서 끌어당김을 경험합니다.

하지만 표면에서는 분자들이 이웃 수가 적습니다. 그 결과, 이들은 액체 내부로 끌어당기는 불균형한 인력을 경험하게 됩니다.

이러한 불균형한 힘 때문에 표면 분자는 벌크 내 분자들보다 덜 안정적입니다. 그래서 표면 에너지라고 알려진 더 높은 에너지를 가지고 있습니다.

이 에너지를 줄이기 위해 액체는 표면적을 최소화하고 구형 방울을 형성하는 경향이 있습니다.

하지만 곡면이 내부 액체에 압력을 가합니다. 이 압력은 방울 표면의 증기압을 증가시켜 더 많은 분자가 증기상으로 빠져나갈 수 있게 합니다.

이 효과는 방울 p 의 증기압과 벌크 액체 p₀의 증기압을 연관시키는 켈빈 방정식으로 설명됩니다. 반경 r 이 줄어들수록 p/p₀ 이 증가하여 작은 방울들이 쉽게 증발하게 됩니다.