[화학공학과 화학공학 실험] 장력계법에 의하여 액체의 표면장력 측정

소개글

1-1. 실험 목적
이 실험의 목적은 장력계법에 의하여 액체의 표면장력을 결정하는 데 있다[1].


1-2. 이론
표면이란 무엇인가? 우리들이 살고 있는 세계는 3차원이다. 그러므로 모든 물체에는 안쪽과 바깥쪽이 있다. 단순하게 말한다면 그 안쪽이 내부이고, 바깥쪽이 표면이다. 내부에서 바라본 표면은 뒤 표면이고, 외부에서 바라본 표면은 겉표면이다. 표면과 더불어 계면이란 말도 많이 쓰이고 있다. 하지만 이 둘은 그 의미가 다르다. 계면이란 문자 그대로 두 물체가 접촉해 있는 때의 경계면을 말한다. 일반적으로는 그 두 물체중의 하나가 공기거나 진공인 경우의 계면이 표면이다. 이처럼 원래는 계면이란 말이 보다 일반적인 용어이고 표면은 한정된 경우에만 쓰인다.

목차

TABLE OF CONTENTS

ABSTRACT Ι

TABLE OF CONTENTS Ⅲ

1.INTRODUCTION 1
1-1. 실험 목적 1
1-2. 이론 1
1-3. 물리 상수 2 1
1-4. 유의 사항 2 1

2.EXPERIMENTAL 2 2
2-1. 실험 준비물 2 2
2-2. 실험 방법 2 2

3.RESULTS & DISCUSSION 2 3
3-1. Raw data 2 3
3-2. 결과 처리 2 3
3-3. Discussion 2 8

4.REFERENCES 3 1

본문내용

1. Introduction
1-1. 실험 목적
이 실험의 목적은 장력계법에 의하여 액체의 표면장력을 결정하는 데 있다[1].
1-2. 이론
표면이란 무엇인가? 우리들이 살고 있는 세계는 3차원이다. 그러므로 모든 물체에는 안쪽과 바깥쪽이 있다. 단순하게 말한다면 그 안쪽이 내부이고, 바깥쪽이 표면이다. 내부에서 바라본 표면은 뒤 표면이고, 외부에서 바라본 표면은 겉표면이다. 표면과 더불어 계면이란 말도 많이 쓰이고 있다. 하지만 이 둘은 그 의미가 다르다. 계면이란 문자 그대로 두 물체가 접촉해 있는 때의 경계면을 말한다. 일반적으로는 그 두 물체중의 하나가 공기거나 진공인 경우의 계면이 표면이다. 이처럼 원래는 계면이란 말이 보다 일반적인 용어이고 표면은 한정된 경우에만 쓰인다.
1805년에 Thomas Young은 표면의 역학적 성질이 표면 위에 펼쳐져 장력하에 있는 가상적 막과 관련될수 있음을 보였다. 장력은 음의 압력이고 압력은 단위 면적당의 힘이므로 표면장력은 단위 길이당의 힘이다. 표면장력의 SI단위는 N/m이다. 평평한 표면의 경우에 표면장력은 표면에 나란하고 표면 임의의 장소 단위 길이 직선에 수직하게 작용하는 힘이다[2].
액체의 표면장력은 여러 가지 방법으로 측정된다. 표면장력과 중력의 균형은 평형상태에 있는 액체표면의 모양을 결정하므로 방울이나 기포의 모양을 분석해도 표면장력을 측정할 수 있다. 모세관 속에서 액체의 상승 또는 액체에 일부분이 잠겨있는 수직판을 당기는 힘 등을 측정하면 표면장력을 비교적 정확하게 계산할 수 있다. 움직이는 액체 표면에서의 측정치로부터 결정되는 표면장력은 정확도가 좀 떨어진다. 액체의 표면장력은 온도가 상승할수록 감소하며 임계온도 몇도 아래에서는 아주 작아진다. 임계온도에서는 0이다[3].
유리 모세관의 한쪽 끝을 물 또는 유리를 적시는 기타 액체 속에 담그면 액체속의 막이 모세관의 벽면을 적시면서 액체가 관 내부에서 위로 올라온다. 모세관 속의 액면는 모세관의 반지름이 작을수록 액면이 더 오목해진다. 모세관에서 액체가 상승하는 이유는 오목한 액면 양편의 압력 차이, 또는 액체가 가능한 한 최소의 표면적을 가지려는 경향으로 설명할 수 있다.

참고 자료

[1] 신형식, 화학공학 기초실험, 전북대학교 화학공학부, Chap. 3, 2003.
[2] Walter J. Moore, BASIC PHYSICAL CHEMISTRY, 탐구당, 1985.
[3] A. W. Adamson, Physical chemistry of surfaces, 3rd edition, Interscience-w
iley, New York, 1977.
[4] http://scet.yu.ac.kr/curriculum/Lecture/Exp/Basic/basic4.htm
[5] http://www.pnctrading.co.kr/new_home/01.php?no=01
[6] http://www.surfchem.co.kr/tech/pdf/surfchem.pdf
[7] Gilbert W. castellan, 황정의 정종재 정종재 김양 공역, Physical chemistry 제 3판, (주)사이텍미디어, 372-400, 1986.
[8] Rovert H. Perry, Perry`s Chemical Engineers` Hand Book, 6th. ed, Mc Graw-Hill, Singapore, 1985.