[물리화학실험 A+] 표면장력

소개

"[물리화학실험 A+] 표면장력"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Date
3. Purpose
4. Principle
5. Reagents & Apparatus
6-1. Procedure(예비)
6-2. Procedure(결과)
7. Data sheet
8. Result
9. Discussion

본문내용

1. Title
표면장력

2. Date
실험일 : 2022.03.23 (수)

3. Purpose
이 실험 목적은 모세관법과 장력계법에 의하여 액체의 표면장력을 결정하는데 있다.

4. Principle
1) 표면장력이란 표면을 내부로 잡아당기며 표면적의 증가를 억제하는 힘을 말한다. 표면장력의 크기는 분자간의 인력의 크기와 관련된다. 용기 속에 담겨있는 어떤 액체에서 액체 내부에 있는 분자는 주위의 다른 분자들에 의해 둘러싸여 있으며 모든 방향으로부터 똑같은 인력을 받는다. 반면에 액체 표면에 있는 분자들은 표면 아래에 있는 분자들에 의해서만 인력을 받으므로 내부에 있는 분자들에 비해서 많은 인력을 받지 않는다.
분자간의 인력은 분자들의 상대적 에너지를 낮추는 상호작용을 하므로 액체는 표면에 있는 분자들의 수를 최소로 하려는 경향이 있다. 즉 물방울이 구형인 것은 모든 형태 중에서 구형일 때의 표면적이 가장 적기 때문이다. 그러므로 표면장력의 크기는 분자간의 인력이 큰 액체 일수록 크다. 한편 액체의 온도가 증가하고 분자간의 열운동이 증가함에 따라 감소한다. 결국 표면 장력은 온도가 물질의 임계온도에 가까워질 때 0이 된다.
표면장력을 측정하는 데는 모세관법과 장력계법이 모두 이용된다. 모세관법은 모세관을 물표면 밑에 넣으면 액체의 막이 유리 표면을 적시면서 액체가 모세관 속에서 위로 올라온다. 이것은 액체가 유리와 같은 고체 표면과 접촉할 때 액체 분자와 고체 표면 사이에서 인력이 존재하기 때문이다. 즉 물 분자와 유리 벽 사이의 힘이 물 분자간의 인력에 비하여 비교적 강하기 때문이다.
표면장력은 모세관에 있을 때의 액체와 용기에 있을 때의 액체높이의 차이에 영향을 준다. 그러므로 이 높이의 차이를 측정하여 표면장력을 구한다. 모세관법을 이용하여 표면 장력을 구하는 식은 다음과 같다.

참고자료

· www.wikipedia.org, 메니스커스
· www.wikipedia.org, 표면장력
· www.wikipedia.org, 장력
· www.wikipedia.org, 모세관현상
· 상명대학교 일반물리연구회, 일반물리학실험, 북스힐, p.63-66, (2011)