워터피디아
아슬아슬한 물의 마법
표면장력
한 방울, 한 방울, 끝인 줄 알았는데 또 한 방울…. 넘칠 법도 한데
물의 표면만 높아질 뿐 넘치지는 않는다. ‘표면장력’의 원리 때문이다.
물은 어째서 쏟아지지 않는 걸까? 보이지 않아 더 신비한 표면장력의 원리 속으로 들어가보자.
📝글. 편집실
표면장력
물을 이용해서 할 수 있는 아주 쉬운 게임이 있다. 컵 하나를 두고 번갈아 가며 물을 조금씩 붓기만 하면 된다. 그러다 물이 넘치면 게임 끝. 이 간단한 게임이 쉽게 끝나지 않고 사람들의 심장을 쫄깃하게 죄어온다. 물의 장력을 이용한 이 게임의 이름은 바로 '표면장력'이다. 물은 분자끼리 서로 잡아당기는 응집력이 강해 표면적을 최대한 줄이려는 특성이 있다. 그런데 액체 내부 분자는 상하좌우 대칭적인 방향으로 인력이 작용하는 반면, 표면의 분자는 아래 방향으로만 힘이 작용한다. 컵에 따른 물이 쉽게 넘치지 않고 원형을 유지하며 표면만 높아지는 것도 이런 이유에서다. 다시 말해 표면장력이란 액체의 표면에 탄력이 있는 막이 생성되는 원리이다. 이때 물 표면 위의 물체가 표면장력보다 약한 경우 그 물체는 물 위에 떠 있을 수 있다. 대표적인 예로 소금쟁이의 경우 발끝의 기름이 물을 밀어내며 표면장력을 일으켜 물 위를 걸을 수 있다. ‘물수제비’도 역시 같은 원리에 의해 생기는 현상이다. 물수제비를 잘하기 위해서는 돌의 모양이 중요하다. 물과 부딪히는 면적이 넓은 납작한 돌일수록 좋다. 그렇다면 다시 돌아가서 표면장력 게임의 필승법도 있을까? 찬물을 사용하면 된다. 온도가 높아질수록 표면장력이 약해지기 때문이다. 그러니 누군가 표면장력 게임을 제안하다면 미리 찬물을 준비해두도록 하자.
