2022 유체역학실험 유체의 표면장력 실험 (아주대 a+ 만점 자료)

소개글

2022년도 1학기에 전부 만점으로 a+ 받은 보고서입니다.
그대로 사용하시지 마시고 내용 참고하셔서 작성하시거나 실험 전에 참고하시고 실험하시면 좋은 실험 데이터, 좋은 점수 받으실 수 있을겁니다

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 방법
4. 실험 과정 사진
5. 실험 결과
6. 결과 및 고찰
7. 역할 분배
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
표면장력 실험을 통해 물의 온도에 따른 표면장력을 측정하여 이론값과 비교 및 표면장력의 원리를 이해해본다. 또한 이 실험을 통해 ‘유체역학’ 전공 과목의 이해도와 습득력을 향상시킬 수 있다.

2. 관련 이론
(1). 표면 장력(surface tension)
액체와 기체, 또는 두 개의 섞이지 않는 액체의 접촉면에서는, 액체 표면에 힘이 발생하여, 표면이 유체 덩어리를 에워싸는 “껍질(skin)”이나 “막(membrane)”처럼 보이게 한다. 이러한 껍질은 실제로는 존재하지 않지만, 이 개념적인 비유는 흔히 관찰할 수 있는 몇 가지 현상을 설명하는데 유용한 표현이다. 예를 들어, 물 표면에 바늘을 살며시 놓으면 물위에 뜨는데, 그 이유는 가상적인 껍질 속에 발생한 장력이 바늘을 지지하기 때문이다. 또한 조그마한 수은 방울을 매끈한 표면에 놓아두면 형상이 공처럼 되는데, 이는 표면의 응집력에 의해 수은의 분자들이 조밀한 형태로 유지되기 때문이다.
표면에서 관찰되는 이러한 다양한 현상은 불균형적인 응집력이 표면에 있는 액체 분자에 작용하기 때문이다. 액체 내부에 있는 분자는 서로 같은 크기로 끌어당기는 분자에 의해 에워싸여 있다. 그러나 표면에 있는 분자는 안쪽 방향으로 작용하는 힘을 받는다. 표면을 따라 발생하는 이러한 불균형적인 힘은 가상적인 껍질 또는 막이 생성된 것처럼 보이게 한다. 액체 표면의 임의의 선에서도 인장력이 표면에 작용한다고 볼 수 있다.
즉, 표면의 임의의 선에서의 단위 길이당 작용하는 분자 인력의 강도를 표면장력이라고 한다. (=액체 표면의 분자는 접선 방향으로 끌어당기는 힘을 받는데, 이 힘을 표면장력이라고 한다.)
표면장력은 액체의 물성치 중 하나로, 그 크기는 접하고 있는 액체의 종류와 온도에 영향을 받는다.
+) 중력이나 기타 외력이 무시될 경우, 기체 내의 액체가 구형을 유지하는 이유는?

참고 자료

‘쉽게 배우는 유체역학(second edition)’/고형종, 권오봉, 김희동 등 공역/홍릉과학출판사/ p37~39
‘온도와 포화도의 변화에 의한 표면장력이 전단파 속도에 미치는 영향’/
박정희, 강민구, 서선영 외 1명/ 대한토목학회 / p286~288
‘유체역학 7th Edition’/ 서상호, 강보선/WILEY/ p45~49
3/21(월) ‘유체역학’ 이재응 교수님 강의 ‘표면장력’, ‘모세관현상’ 필기 참조
이재수, ‘수리학’, 구미서관, 2007.05.25., 3p~22p
서상호 외 7명, ‘유체역학’, 텍스트북스, 2017, 34~36p