소개글
"비눗방울"에 대한 내용입니다.
목차
1. 비눗방울과 표면장력
1.1. 비눗방울의 이해
1.2. 표면장력의 개념
1.3. 표면장력에 따른 비눗방울의 특성
2. 비눗방울 실험 Ⅰ - 물과 비눗물의 비교
2.1. 목적
2.2. 이론적 배경
2.3. 실험 절차
2.4. 실험 결과
2.5. 결론
3. 비눗방울 실험 Ⅱ - 큰 비눗방울 만들기
3.1. 목적
3.2. 이론적 배경
3.3. 실험 절차
3.4. 실험 결과
3.5. 결론
4. 비눗방울 실험 Ⅲ - 오래가는 비눗방울 만들기
4.1. 목적
4.2. 이론적 배경
4.3. 실험 절차
4.4. 실험 결과
4.5. 결론
5. 비눗방울 실험 Ⅳ - 비눗방울이 터지는 원리
5.1. 목적
5.2. 이론적 배경
5.3. 실험 절차
5.4. 실험 결과
5.5. 결론
6. 아동미술에서의 우연의 효과
6.1. 아동미술의 표현유형
6.2. 우연의 효과
6.3. 우연의 효과를 활용한 표현기법
6.4. 아동미술에의 적용
7. 참고 문헌
본문내용
1. 비눗방울과 표면장력
1.1. 비눗방울의 이해
비눗방울은 표면장력의 원리를 이용해 만든 놀이재료이다. 비눗방울을 통해 분자 사이에 작용하는 힘에 따라 액체가 최소한의 표면적을 가진 모양이 되려고 하는 표면장력의 개념을 이해할 수 있다. 액체 내부에 있는 분자들과 달리 액체 표면에 노출된 분자들은 안정성이 낮아 표면장력이 생성되며, 이로 인해 비눗방울이 구형을 유지할 수 있다. 즉, 물 분자들이 서로를 끌어당기는 힘 때문에 물방울은 둥근 모양을 유지할 수 있고, 공기와 접하는 표면에서 안정성을 최대화하려는 경향이 있다. 이처럼 비눗방울은 표면장력이라는 물리적 현상을 직접적으로 경험할 수 있어 어린 시절부터 친숙하게 여겨지는 놀이재료이다.
1.2. 표면장력의 개념
표면장력은 액체 분자 상호간에 서로 끄는 힘을 말한다. 이러한 힘에 의하여 액체-기체의 경계면이 형성되며 액체와 기체가 구별된다. 액체는 항상 표면 장력 때문에 액체의 표면적을 최소화하려는 경향이 있다. 그러므로 독립된 작은 액체는 액체를 구성하고 있는 분자들이 서로 끌어당기므로 구형인 방울을 형성한다.
액체 내부에 있는 분자들의 에너지와 액체 표면으로 노출되어 기체 혹은 고체와 접촉하는 분자들의 에너지는 다르다. 액체 내부에 있는 물 분자들은 모든 방향에서 서로 균등한 힘이 작용하므로 안정이 되어 있으나, 공기와 접촉된 액체 표면의 물 분자들은 그렇지 않다. 표면에 노출된 물 분자들은 물 내부에서 끌어 당겨 발생되는 액체가 압축되려는 힘과 그것에 저항하여 더 이상 압축이 안 되려는 힘이 균형을 이룰 때 안정이 이루어진다. 그러므로 표면에 노출된 물 분자들은 액체 내부에 있는 다른 물 분자들에 비해서 상대적으로 덜 안정되어 있다. 따라서 물방울은 공기와 접촉된 물방울 표면에 가급적이면 물 분자를 최소로 노출시켜야 최대로 안정한 상태를 유지할 수 있다. 동일한 부피의 액체이면서 표면적이 최소로 되는 기하학 구조는 구이다. 따라서 물방울이 구 모양을 유지하는 것은 기체와 접촉되는 물 분자의 수를 최소로 하려는 자연스런 결과이다.
1.3. 표면장력에 따른 비눗방울의 특성
표면장력에 따른 비눗방울의 특성은 다음과 같다.
물 분자들 사이에는 서로를 끌어당기는 강력한 인력이 존재하는데, 특히 물 표면에 있는 분자들은 안쪽의 다른 분자들과 달리 모든 방향에서 균등하게 당겨지지 않기 때문에 내부로 모이려는 경향이 있다. 이로 인해 물 표면에는 다른 곳보다 더 강한 표면장력이 발생하게 된다. 따라서 물방울은 공기와 접촉된 표면적을 최소화하려 하는 성질로 인해 구형을 유지하며 동전 위에 많은 양의 방울을 올릴 수 있게 된다.
반면 비눗물의 경우, 계면활성제가 물 분자들 사이에 끼어들어 물 분자들 사이의 인력을 줄여주기 때문에 표면장력이 낮아지게 된다. 이에 따라 비눗방울은 동전 위에 올리기 어렵고 방울의 크기도 작아지게 된다. 또한 비눗방울이 터져서 모양이 흐릿해지는 경향이 있다.
한편 글리세린을 첨가하면 표면장력을 높여주는 효과가 있어, 비눗방울의 크기와 수명을 증가시킬 수 있다. 글리세린은 수소결합을 형성하여 물 분자들 사이의 인력을 높여주기 때문이다. 따라서 적절한 비율의 세제, 글리세린, 물을 혼합하면 큰 크기의 오래가는 비눗방울을 만들 수 있게 된다.
2. 비눗방울 실험 Ⅰ - 물과 비눗물의 비교
2.1. 목적
'비눗방울'은 표면장력의 원리를 이용해 만든 놀이재료이다. 비눗방울뿐만 아니라 우리는 초등학교때부터 표면장력에 관한 수업을 받아왔다. 또한 거미줄에 달려있는 물방울 등을 보면 표면장력이 존재한다는 것을 알 수 있다. 표면장력은 물질에 따라 크기도 하고 작기도 하다. 그렇다면 물과 비눗방울의 표면장력은 얼마나 다를까.
2.2. 이론적 배경
표면장력이란 분자 사이에 작용하는 힘에 따라 최소한의 표면적을 가진 모양이 되려고 하는 힘을 말한다. 이러한 표면장력은 결합하는 힘이 강하기 때문에 안으로만 들어가려는 힘이 있어서 액체를 이루는 알갱이들이 서로 끌어당기면 알갱이 사이의 거리는 가까워지고 모든 알갱이들이 가까이 모이면 꼭지점이 없는 둥근 모양이 된다. 액체 내부에 있는 분자들의 에너지와 액체 표면으로 노출되어 기체 혹은 고체와 접촉하는 분자들의 에너지는 다르다. 액체 내부에 있는 물 분자들은 모든 방향에서 서로 균등한 힘이 작용하므로 안정이 되어 있으나, 공기와 접촉된 액체 표면의 물 분자들은 그렇지 않다. 표면에 노출된 물 분자들은 물 내부에서 끌어 당겨 발생되는 액체가 압축되려는 힘과 그것에 저항하여 더 이상 압축이 안 되려는 힘이 균형을 이룰 때 안정이 이루어진다. 따라서 표면에 노출된 물 분자들은 액체 내부에 있는 다른 물 분자들에 비해서 상대적으로 덜 안정되어 있다. 그러므로 물방울은 공기와 접촉된 물방울 표면에 가급적이면 물 분자를 최소로 노출시켜야 최대로 안정한 상태를 유지할 수 있다. 동일한 부피의 액체이면서...
참고 자료
강의프린트, 네이버 지식백과 (이론적배경 부분)
강의 프린트, 두산백과 (이론적 배경부분)
강의 프린트, 네이버 백과사전(글리세린)
아동미술, 이소은·권기남, 양서원, 2011
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유·아동 미술교육의 이해, 이현아, 태영출판사, 2016
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1158772&cid=40942&categoryId=32227
https://samaking.blog.me/150024421895
http://news.donga.com/3/all/20070427/8435250/1#csidx1edd00495f926a7b78757eefa60aca2
http://dl.dongascience.com/magazine/view/M201007N038
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http://www.koreadaily.com/news/read.asp?art_id=5986481
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