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등록/수정일14.06.10 / 14.06.10
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반지름 측정을 하지 않고 반지름을 미리 알고 있는 모세관을 사용하여 실험을 하였다. 실험은 에탄올의 농도 0% (물 100%), 20%, 50%, 80%, 100%인 용액을 가지고 모세관 현상을 관찰하여 에탄올의 농도에 따른 용액의 표면장력의 변화를 알아보는 실험을 하였다.
(1) 표면장력
1) 정의
(1) 액체의 자유표면에서 표면을 작게 하려고 작용하는 장력을 말하며 계면장력이라고도 한다. 표면장력의 단위는 N/m 으로 힘을 길이로 나눈 값이다. = 로 단위 면적 당 에너지로도 볼 수 있다.
2) 생성 원인
액체의 분자 간 인력의 균형이 액면 부근에서 깨지기 때문에 액면 부근의 분자의 위치에너지는 액체 속의 분자보다 더 크기 때문에 액체는 표면적에 비례하는 표면 에너지를 가지게 되는데, 이 에너지를 최소로 만들려는 작용이 표면장력으로 나타난다. 따라서 표면장력은 단순히 액체의 자유표면뿐만 아니라 섞이지 않는 액체의 경계면, 고체와 기체, 고체와 고체의 접촉면 등 표면의 변화에 대한 에너지가 존재할 때 생기는 현상이다. 그 때문에 계면장력이라고도 한다.
(2) 모세관 현상 (모관 현상)
액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 일어난다. 수은과 물에 유리관을 넣었을 때, 수은은 관과의 부착력보다 응집력이 더 강하기 때문에 액면이 볼록해진다.
물은 응집력보다 부착력이 더 강하기 때문에 액면이 오목해진다. 표면이 볼록하면 관 안의 액면이 바깥의 액면보다 낮아지고, 오목하면 관 안의 액면이 더 높아진다. 즉, 수조에 담긴 물에 가는 관을 넣으면 관을 따라 물이 올라오게 된다. 반대로 수은은 더 내려가게 된다.
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