유체역학 유체실험 표면장력 실험 에이쁠 실험 보고서 A++

목차

1. 실험목적
2. 실험에 관련된 이론 및 원리
3. 실험방법
4. 특이사항
5. 실험과정
6. 실험결과
7. 고찰 및 오차분석

본문내용

1. 실험목적
표면장력(surface tension)의 원리를 이해 표면장력 측정기기의 사용방법을 익히고 직접 측정하여 이론값과 비교하여 온도와 표면장력과의 상관관계를 알아본다.

2. 실험에 관련된 이론 및 원리
1) 표면장력
액체와 기체 사이, 또는 서로 섞이지 않는 두 액체 사이의 경계면을 따라 힘이 발생하는데 이것은 마치 경계면에 ‘껍질’ 이나 ‘막’이 존재하는 것처럼 보이게 한다. 비록 막이 실제로 존재하는 것은 아니지만 이러한 개념을 이용하면 흔히 관찰되는 현상들을 설명하기 쉽다. 예를 들어 강철로 만든 바늘을 물 표면 위에 살며시 놓으면 물 위에 뜨는데 이것은 가상적인 물의 막에 발생한 장력이 바늘을 떠받치고 있기 때문이다. 이러한 여러 가지의 표면 현상은 액체 표면의 분자들에 작용하는 응집력의 불균형에서 기인하다. 액체 덩어리 내부에 있는 분자는 둘러싸고 있는 주위의 분자들에 의해 같은 크기로 끌어당겨진다. 그러나 액체 표면에 있는 분자가 다른 분자들에 의해 받는 힘들의 합은 그 방향이 액체 내부를 향하게 된다. 액체 표면을 따라서 일어나는 이러한 힘의 불균형은 겉으로 보기에는 마치 가상적인 막이 생긴 것처럼 보이게 한다. 액체 표면 위에서는 그 면 위에 있는 가상적인 임의의 모든 선을 따라서 인장력

2) 표면장력의 발생원인
액체 속에서는 모든 방향으로 이웃하는 분자들이 존재하므로 응집력에 의한 알짜 힘은 0이 된다. 하지만 액체가 가지는 경계, 즉 표면으로 관심을 돌리면 이러한 대칭이 깨지는 것을 확인할 수 있다. (아래 그림 참조) 표면을 따라서는 양쪽으로 분자들이 존재하므로 그 효과가 드러나지 않지만, 액체 내부로의 응집력을 상쇄할만한 힘이 바깥쪽에는 존재하지 않게 된다. 결과적으로 내부로 향하는 알짜 힘이 존재하게 되고, 이 힘은 액체의 표면을 팽팽히 잡아당기게 된다.

<그 림>

이렇게 깨진 힘의 균형 때문에 표면에 있는 분자의 위치에너지가 내부에 존재하는 분자의 에너지보다 커진다. 이로 인하여 액체는 표면의 분자 개수, 즉 표면의 면적에 비례하여 표면에너지(Surface energy)를 가지게 된다.

참고 자료

없음