(물 이야기) 물은 왜 둥글까?
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물은 왜 둥글까?
아침에 잎사귀 위에 맺힌 이슬이나, 창밖에 내리는 빗방울들을 보면 둥근 모양을 하고 있습니다.
물은 왜 둥글까요?
그 해답을 찾기 위해선 표면장력이 무엇인지 알아야 합니다.
표면장력(表面張力)의 원리
물을 비롯한 액체 내 분자는 평소 맹렬한 열운동을 하고 있으며, 액체 속을 늘 돌아다니고 있습니다. 그 작용하는 힘의 균형 상태를 보면 그림과 같습니다.
물 분자에 있는 산소 원자가 수소 원자보다 전자쌍을 끌어당기는 힘이 더 강하기 때문에,
물은 전자쌍이 산소 쪽으로 치우쳐져 있는 극성 공유 결합을 하게 됩니다.
물 분자는 또한 강한 인력을 지닌 수소결합을 하기 때문에,
액체 내부의 분자는 이웃해 있는 분자에 의해
강한 힘으로 전후좌우와 상하방향으로 끌어당겨지고 있습니다.
하지만 표면의 분자는 전후좌우와 아래쪽으로만 끌어당겨지고 있습니다.
즉 표면분자에는 상하방향의 힘이 균형이 없고 아래쪽으로 힘이 작용하고 있습니다.
그래서 표면에 있는 분자는 액체 내부로 끌어당겨지고
표면분자가 액체 내로 더 이상 끼어들 수 없는 상태에서 액체의 표면이 만들어지는 것입니다.
이렇듯 액체의 표면적은 되도록 작아지려는 경향 을 가지고 있는데,
표면적을 작게 하려는 경향을 나타내는 양을 우리는 표면장력이라 부릅니다.
이 값이 큰 액체일수록표면적을 작게 하려는 힘이 큽니다.
벤젠이나 핵산 등 대부분 액체의 표면장력은 20~30 dyn(다인)/cm인데,
물은 극성이 강해 73 dyn/cm로 그 표면장력이 지극히 큽니다.
※ Dyn(Dynamometer)
표면상에서, 임의의 선의 양측에 단위 길이마다 작용하는 힘 부피가 일정한 경우
표면적이 제일 작은 형태는 구(球)이기 때문에 표면장력이 강한 물은 둥근 형태를 띠는 것입니다.
- 참고자료 : '물이란 무엇인가‘ (우에다이라 히사시, 1987)
- 작성자 : 홍보실 최주희
<출처 : 한국수자원공사>