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표면장력에 관련된 설명 중 옳은 것은? | [소방설비기사(기계) 필기] 24년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 24년 3회차

표면장력에 관련된 설명 중 옳은 것은?

1

모세관현상에 의한 수면 상승 높이는 모세관의 직경에 비례한다.

2

액체와 공기의 경계면에서 액체분자의 응집력보다 공기분자와 액체분자 사이의 부착력이 클 때 발생된다.

3

대기 중의 물방울은 크기가 작을수록 내부압력이 크다.

4

표면장력의 차원은 힘/면적이다.

해설

구형 액적 내부와 외부의 압력차는 표면장력에 대한 라플라스 관계 $\Delta P = \dfrac{2\sigma}{r}$ 로 주어진다. 반지름 r 이 작을수록 $\Delta P$ 가 커지므로, 대기 중 물방울은 크기가 작을수록 내부압력이 크다는 설명이 옳다.

모세관 상승 높이: $h = \dfrac{4\sigma\cos\theta}{\rho g d}$ 로 직경 d 에 반비례하므로 틀리다.
표면장력의 차원: 단위길이당 힘, 즉 힘/길이(N/m)이지 힘/면적이 아니다.

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