액체의_Surface_Tension_측정

소개

물리학 실험 A+ 보고서

목차

1. 실험목적

2. 측정

3. 실험방법
3.1. 실험장치
3.2. 실험과정

4. 실험원리 및 이론
4.1 표면장력
4.2. Pull-out method
4.3. 표면장력의 계산

5. 실험결과 및 해석
5.1. 표면장력의 계산
5.2. 힘 그래프 분석
5.3. 실제 값과의 비교

6. 논의
6.1. 여러 가지 액체의 표면장력
6.2. 표면장력에 영향을 주는 요인
6.2.1. 온도
6.2.2. 불순물(용액의 농도)
6.2.3. 입자크기와 증기압
6.3. 물의 표면장력
6.4. 표면장력을 측정하는 다른 방법

7. 결론

8. Supplement

9. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
링을 이용한 Pull-out method를 이용하여 액체의 표면장력을 측정해보고, 원리를 이해해본다. 표면장력의 원리와 액체마다 크기가 다른 이유를 생각해본다.
2. 측정
- 링에 가해지는 힘을 연속적으로 측정한다.
- 액체 film으로부터 링이 떨어지기 바로 직전의 힘을 측정한다.
- 링의 둘레, 기준값을 측정한다.
3. 실험방법
3.1. 실험장치
Force meter with PC, Measuring ring, Cobra-interface 2, PC, Lab jack, Measuring module, Petri dish
3.2. 실험과정
※ 주의사항
COBRA-interface 및 measuring module을 함부로 건드리지 않는다. 함부로 힘을 가하거나 걸려있는 ring을 잡아당기면 망가질 수 있다. Petri dish와 ring을 항상 깨끗하게 유지하고, ring을 맨손으로 건드리지 않는다.
① 장치의 연결을 확인하고, 컴퓨터를 켠다. 바탕화면의 [measure] program을 실행한다.
② Petri dish와 ring을 Kimwipes에 물을 묻혀 깨끗이 닦는다.
③ Lab Jack을 충분히 아래로 내려 Petri dish를 올리고, 물을 반 정도 채운다. ring이 물에 닿지 않게 주의하면서 measuring module의 훅에 걸어 놓는다. 훅에 강한 힘이 걸리지 않도록 주의한다.
④ 프로그램을 실행한 뒤, [File] - [New measurement] 또는 좌측 상단의 붉은 버튼을 클릭한다. 이 때 [Gauge] - [Cobra3 Force/Tesla] 로 설정되었는지 미리 확인한다. 설정이 잘 되어있는지 확인한다.

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또한 링을 액체 속으로 넣고 뺄 때의 힘 그래프를 분석해 봄으로써 매 순간 링에 작용하는 힘을 분석해 보았다. 표면장력에 영향을 주는 요인에는 여러 가지가 있는데, 대표적으로 온도와 불순물이 있다. 온도가 높을수록 표면장력은 작아지는데, Eotvos rule 이라는 식으로도 관계가 잘 알려져 있다. 정성적으로 생각해볼 수도 있는데, 온도가 높아지면 분자의 운동이 활발해져서 분자간 힘이 비교적 약해지게 되고, 따라서 표면장력이 작아질 것이라 생각할 수 있다. 온도와 표면장력의 경향성과 달리, 불순물과 표면장력은 물질의 종류마다 다른 경향성을 가지는데, 불순물이 액체에 섞임으로써 인력이 작아지는 물질도 있고 인력이 커지는 물질도 있기 때문이다. 물론, 아무런 영향을 받지 않는 sugar와 같은 분자도 있다.

참고자료

· [1] 액체의 Surface Tension 측정.hwp
· [2] 표면장력: http://100.naver.com/100.nhn?docid=182686
· [3] Du Nouy ring: http://www.attension.com/surface-tension.aspx
· [4] 표면장력 측정방법: http://www.cheric.org/education/prop/surf.pdf