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액체는 액체를 이루는 분자들 사이의 거리가 가깝기 때문에 분자들이 서로 끌어 당기는 힘이 작용한다.
표면에 있는 분자들은 위에는 다른 분자들이 없고 아래와 옆에 있는 분자들에 의해서만 잡아 당겨진다.
안 쪽에 있는 분자들은 위, 아래, 옆의 모든 방향에 있는 다른 분자들에 의해 인력을 받는다.
물 분자들처럼 서로를 너무나 좋아하는 분자들은 최대한 많은 분자들을 안으로 보내어 큰 힘을 받게 하고 작은 힘을 받는 표면에 있는 분자의 수를 최소한 줄이려고 한다.
그래서 액체 표면은 팽팽하게 잡아당겨지고 이때 액체에는 표면적을 작게 만들려는 힘이 생긴다.
이것을 ‘표면장력’이라고 한다.
이 표면 장력 때문에 빗방울이 동그랗다.
물컵에 동전을 계속 넣으면 물컵위에 볼록하게 물이 올라오는 이유도 표면장력 때문이다.
물에 공기를 넣어 공기방울을 만들면 서로 붙고 싶어하는 물은 공기가 들어가 넓어지는 면적을 줄이려 하여 물로 만든 공기방울이 터지게 된다.
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그럼 왜 비눗방울은 바로 터지지 않는가?
비눗방울에 들어있는 어떤 성분이 물 분자가 서로 잡아 당기는 것을 방해하여 표면 장력을 줄이고 막을 잘 유지시켜주기 때문이다.
이 성분이 계면활성제로 비누나 주방세제에 많이 들어있다.
계면활성제는 물과 친한(물에 녹기 쉬운 친수성) 부분과 물과 친하지 않은(기름에 녹기 쉬운 소수성) 부분 가지고 있는 화합물이다.
비누는 물에 녹아 비누의 계면활성제 분자가 물 분자 사이에 끼어들어 간다.
그러면 아래 그림과 같이 물과 사이가 좋은 부분은 물쪽으로 물과 사이가 나쁜 부분은 공기중으로 향하게 된다.
비누의 계면활성제 분자는 물 분자와 결합해 물분자 간에 작용하는 인력을 줄여주고 방울의 표면을 튼튼하게 만든다.
계면 활성제의 분자에 물과 사이가 좋은 부분과 나쁜 부분이 있는데 비눗물에 공기가 들어가 방울이 생기면 물을 싫어하는 부분이 공기를 둘러싼다. 그러면 그 반대 쪽에 물이 모인다. 이것이 비눗방울 안과 밖에 이런 현상이 나타난다.
