위키득계정 ↗
과학

모세관 현상

모세관 현상과학
영문명
Capillary action
관찰되는 변화
좁은 공간의 액면 상승 또는 하강
주요 조건
표면장력과 벽면의 젖음 성질
관련 물성
접촉각과 액체의 밀도
모세관 현상은 좁은 관이나 작은 틈에서 액체의 표면이 주변 액면보다 올라가거나 내려가는 현상이다. 액체와 벽면의 젖음 성질, 표면장력, 틈의 크기와 중력이 함께 관련된다.

좁은 틈에서 달라지는 액면

물에 잘 젖는 가는 관에서는 안쪽 물의 높이가 주변보다 높아질 수 있다. 반대로 벽을 잘 적시지 않는 액체는 관 안의 액면이 낮아질 수 있다. 따라서 모든 액체가 좁은 곳에서 반드시 위로 올라간다고 설명하면 정확하지 않다.

표면의 모양과 접촉각

액체 표면이 벽을 만나는 모양은 액체와 고체, 주변 기체의 조합에 따라 달라진다. 접촉각은 이 관계를 표현하는 값이다. 같은 액체라도 벽의 재질이나 표면 상태가 바뀌면 액면의 모양과 이동이 달라질 수 있다.

높이에는 한계가 있다

정지한 액체의 평형 높이는 중력과 표면 효과가 함께 결정한다. 다른 조건이 같다면 더 가는 원형 관에서 높이 변화가 커질 수 있지만 무한히 올라가지는 않는다. 실제 다공성 재료의 복잡한 틈을 곧은 관 하나와 완전히 같다고 볼 수도 없다.

흡수와 구분해 살펴보기

종이에 물이 퍼질 때는 섬유 사이의 작은 공간이 이동 경로가 될 수 있다. 이런 젖음과 이동에는 모세관 효과가 관련되지만 재료의 구조와 시간에 따른 흐름도 중요하다. 겉으로 물을 머금는 모든 과정을 하나의 원인으로만 설명해서는 안 된다.

관련 문서

표면장력 / 물 / 액체 / 수압 / 압력 / 밀도