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모세관현상(capillarity : capillary phenomenon)

작성일 2010-08-16

액체 속에 모세관을 세우면 관내의 액면이 관 외부의 자유표면보다 높아지거나 낮아지는 현상. 모관현상이라고도 한다.

액체의 분자와 관의 재료인 물질 분자의 부착력이 액체의 응집력보다 크면 관 속의 액면은 자유표면보다 높아지며 그 모양이 오목(凹)해지고, 부착력이 응집력보다 작으면 액면은 자유표면보다 낮아지고 그 모양이 볼록(凸) 해진다.

이처럼 모세관현상에 의해 만곡된 표면을 메니스커스(meniscus)라고 한다.

예를 들면 물에 세운 가는 유리관 속의 액체는 자유표면보다 높아지고 수은액 속에 가는 유리관을 세우면 수은의 자유표면 보다 관 속의 액면의 높이는 낮아진다.

관속의 액면의 높이는 관의 반지름에 반비례하며 관 안팎의 액면 높이의 차를 h, 관의 반지름을 r, 액체의 밀도를 , 액체의 표면장력을 γ, 접촉각을 θ, 중력가속도를 g라 하면 h=2 γcosθ/rg의 관계가 성립되며 이 식에서 표면장력을 구할 수 있다.

 

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