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모세관 현상에 있어서 물이 모세관을 따라 올라가는 높이에 대한 설명으로 옳은 것은? 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차

모세관 현상에 있어서 물이 모세관을 따라 올라가는 높이에 대한 설명으로 옳은 것은?

1

관의 지름이 클수록 높이 올라간다.

2

표면장력이 클수록 높이 올라간다.

3

밀도가 클수록 높이 올라간다.

4

중력의 크기와는 무관하다.

해설

모세관 상승높이는 h=4σcosθγd=4σcosθρgdh=\dfrac{4\sigma\cos\theta}{\gamma d}=\dfrac{4\sigma\cos\theta}{\rho g d}이다.
즉 상승높이는 표면장력 σ\sigma에 비례하고 관의 지름 dd, 밀도 ρ\rho, 중력가속도 gg에 반비례한다.
따라서 ② 표면장력이 클수록 높이 올라간다가 옳고, ① 지름이 클수록·③ 밀도가 클수록은 반대이며 ④ 중력과 무관하다는 설명도 틀리다.