Q. 표면에너지는 무엇을 말하는 건가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.액체 또는 고체의 내부에 있는 분자가 주위의 분자에 의해 완전하게 둘러싸인 데 반해서, 표면에 있는 분자는 그 반이 제거된 상태로 있기 때문에 분자간 인력의 일부를 끊는 데 필요한 과잉의 자유 에너지를 가지고 있다. 표면이 가지는 이 과잉의 자유 에너지를 표면 자유 에너지라고 부르며, 이것은 표면이 저절로 수축하려고 하는 경향을 나타내는 양이다. 보통 표면 장력(dyne/cm)으로 이해되고 있는 양은 단위 넓이에 대한 표면 자유 에너지(erg/cm2)에 해당하고, 이 양자는 차원적으로도 동등하며 같은 것을 다른 견해로 본 것뿐이다.표면 장력 γ인 액체의 겉넓이를 dA만큼 등온 가역적으로 넓히는 데 필요한 일은 γdA이고, 이것이 표면 자유 에너지의 증가를 나타낸다. 한편 표면 장력은 온도의 상승에 따라 감소하기 때문에 액체의 표면을 넓히는 조작에는 열의 흡수를 동반한다. 액체 표면을 등온 가역적으로 dA만큼 넓힐 때에 흡수되는 열량은 열역학의 원리에 따라 -T(dγ/dT)dA이고, 따라서 표면에서의 전 에너지의 증가는 일과 열의 합에 의해 나타내어진다.출처:화학대사전