표면장력,비중측정(예비레포트)
- 최초 등록일
- 2008.10.10
- 최종 저작일
- 2008.05
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소개글
Jolly의 용수철 저울을 이용하여 표면장력을 측정한다. Jolly의 용수철 저울을 사용하여 무게를 재고 아르키메데스 원리를 적용하여 물보다 무거운 고체의 비중을 측정한다.
목차
1. 실험제목
2. 날짜및시간
3. 이름및공동실험자
4. 실험목적
5. 실험원리
6. 실험기구및장치
7. 실험방법
본문내용
1) 표면장력 측정
액체는 여러 분자들로 싸여 있으나(내부) 그 표면에서는 그렇지 못하다. 따라서 액체 표면에 물체가 있을 때 물체 표면 분자들 사이에 작용하는 힘을 표면장력이라 한다.
내경 및 외경이 각각 , 인 원통형 테를 그림 1-1과 같이 액체 표면에 접촉시키고, 액체 표면을 원통형 테에 차차 가까이 하여 그것이 완전히 잠기면 서서히 액체 표면이 아래로 내려오게 하여 원통형 테와 액체표면이 떨어지려고 할 때 멈춘다. 그 때의 액체의 높이 와 용수철의 복원력(탄성력 = )을 측정하여 표면장력 를 측정한다. 그림에서 원통형 테를 아래쪽으로 끄는 총 장력과 액체 기둥 무게의 합은 용수철의 탄성력(복원력 = )과 같다. 즉
힘의 평형
(=용수철의 탄성력, =액체기둥의 무게, =표면장력)
(1-1)
이다.
<그림 1-1>
여기서 는 현재온도에서의 액체의 밀도이다. 식 (1-1)로부터 표면장력은
(1-2)
가 되고, 원통형 테가 아주 얇아 일 때 위 식 (1-2)의 제2항은 무시되어
(1-3)
가 된다.
2) 고체의 비중 측정
물체의 비중()은 물체의 무게와 물체의 부피와 같은 부피의 섭씨 4도의 물의 무게와의 비이다. 물체의 무게를 라하고 이 물체와 같은 부피의 섭씨 4도의 물의 무게를 라고 하자. 그러면 물체와 같은 부피의 의 물의 무게 로부터 물체의 비중을 구할 수 있다. 에서 물의 비중은 이므로 물체의 비중은
(2-1)
사실은 물체의 부피도 온도에 따라 변하므로 물체의 비중 도 온도의 함수이다.
여기서 온도 는 실험실에서의 물의 온도이다. 물의 비중은 물의 밀도와 같으므로 물의 밀도에서 찾는다. 부록의 물의 밀도표에는 물의 밀도가 섭씨 5도 간격으로 나와 있다. 물의 온도는 이들의 사이 값일 경우가 많으므로 정확하지는 않지만 그 온도에 해당하는 물의 밀도는 비례관계를 만들어서 구한다.(실제로 실험실 온도에서 물의 온도에 해당하는 물의 비중은 거의‘1’이다.)
실험에서는 Jolly 용수철을 사용한다. 용수철에 달려있는 접시 위에 아무 것도 올려놓지 않았을 때 용수철의 기준점의 거울자의 눈금을 평형점 눈금이라 하고 그 값을 라 하자. 이 용수철에 물체를 공기 중에서 달았을 때의 눈금을 이라고 하면 공기 중에서 물체의 무게 는 눈금 에 비례한다(). 또한, 이 물체를 물 속에서 달았을 때의 눈금을 라고 하면 물 속에서 물체의 무게 은 눈금 에 비례한다(). 이는 아르키메데스 원리에 의해 물 속에서의 물체의 무게 은 공기 중에서의 물체의 무게 에 비해 물체의 부피와 같은 부피의 물의 무게()만큼 가벼워지기 때문이다. 여기서 섭씨 에서의 물의 무게는
이므로
(2-2)
참고 자료
없음