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비누풍선에 작용하는 표면장력에 관한 설명으로 옳은 것은? | [정수시설운영관리사 1급 1차] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[정수시설운영관리사 1급 1차] 25년 1회차
비누풍선에 작용하는 표면장력에 관한 설명으로 옳은 것은?
1
비누풍선의 표면장력은 비누풍선의 직경에 반비례한다.
2
비누풍선의 표면장력은 비누풍선의 내부와 외부의 압력 차이를 비누풍선의 직경으로 나누어서 구한다.
3
비누풍선의 표면장력은 비누풍선의 내부와 외부의 압력 차이에 비례한다.
4
비누풍선의 표면장력은 비누풍선의 내부와 외부의 압력 차이와 동일한 MLT계 차원으로 표현가능하다.
해설

비누방울은 내·외부 두 면(안쪽·바깥쪽)에 표면장력이 작용하므로 압력차와 표면장력 사이에는 ΔP=4σr=8σD\Delta P = \dfrac{4\sigma}{r} = \dfrac{8\sigma}{D} 의 관계가 성립하며, 이를 정리하면 표면장력은 내외부 압력차에 비례한다.

같은 이유로 표면장력은 압력차를 직경으로 나눈 값이 아니라 σ=ΔP⋅D8\sigma = \dfrac{\Delta P \cdot D}{8} 로 구해지므로 직경에 비례하며, 압력차와는 차원도 서로 다르다(표면장력=힘/길이, 압력=힘/면적).

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