[1] 액체 분자 사이의 힘 때문에 표면의 분자를 액체 내부에 넣으려고 하는 결과로 나타나는 현상으로 액체 표면상에서 작용하는 수축력 혹은 장력을 말한다. 액체에는 그 표면적을 가능한 작게 하려는 경향이 있어서 외력의 작용을 무시할 수 있을 때에는 구형에 가까운 형을 취한다. 액면상의 직선에 직각으로 작용하는 힘[dyn/cm]으로써 관측된다. 이것은 이 표면을 단위 면적만큼 등온적으로 확장하는 데 필요한 일[erg/cm2]과 수치상 같은 값이며, 열역학적으로는 단위 표면적에 모여진 자유에너지라 생각할 수 있다. 전체 표면에너지를 U, 표면 자유에너지를 (표면장력)γ,절대온도를 T라 하면,

 가 된다. 우변 제 2항은 표면 잠열이다. 액체의 표면 잠열이다. 액체의 표면은 가역적으로 신축하므로 일종의 탄성력처럼 보이는데, 표면적의 변화와 힘 사이에는 후크의 법칙(Hooks law)은 적용되지 않는다. 이와 같은 종류의 에너지는 액체 표면만이 아니라 액-액, 액-고, 기-고, 고-고 등 각종의 계면에도 같다. 이것을 계면에너지라 한다. 그러나 고체 면에서는 분자운동이 속박되어 있으므로 짧은 시간내의 현상으로 그 신축을 관찰하는 것은 곤란하며, 따라서 일반적으로 고체의 표면장력의 측정은 곤란하지만, 액체와 고체와의 부착성(젖음 wetting)에서는 중요한 문제가 된다. 액체의 표면장력 γ와 절대온도 T의 관계는 Rasmsay-Schields(1883년)에 의해

 

 로 표시되었다. 여기서 M은 분자량, ρ는 밀도, Tc는 액체의 임계온도, k는 상수,τ은 60에 가까운 값으로 γ은 Tc부근에서 소멸하는 것을 나타난다. 장력은 선으로 작용하는 힘이기 때문에 dyn/cm을 단위로 사용한다. 물이 보통 상태에서 물의 표면장력은 72~73 dyn/cm이나, 표면활성제를 첨가하면 30 dyn/cm까지 감소된다. 표면장력이 낮은 물은 거품이 일어나기 쉽다. 액체의 자유표면 이외의 여러 계면에 그 힘이 작용하고 있으므로 넓은 의미로는 계면장력이라고 한다. 

 

  [2] 액체의 표면에 작용하는, 그 면적을 작게 하려고 하는 힘을 말한다. 이것은 액체의 분자간에 작용하는 인력에 의해 생기는 것이다. 표면장력은 액체의 종류, 같은 액체에서도 온도에 따라 다르다. 일반적으로 온도가 높아지면 작아진다. 표면장력의 단위는 단위 길이당의 힘으로 나타내고, [N/m]이다. 표면 장력은 두 물질의 경계면이 갖는 성질이다. 액체에 접하는 물질이 다른 액체이면 변화한다. 특히 비등, 응축 등의 열전달을 생각할 때 고려해야 한다.

 물: 0.0728 N/m

 수은: 0.476 N/m

 메틸알콜: 0.0226 N/m

 원유: 0.023~0.038 N/m


[1] 액체 분자 사이의 힘 때문에 표면의 분자를 액체 내부에 넣으려고 하는 결과로 나타나는 현상으로 액체 표면상에서 작용하는 수축력 혹은 장력을 말한다. 액체에는 그 표면적을 가능한 작