단일구침강결레

목차

1. Abstract
2. Experiment
3. Result & Discussion
4. Conclusion

본문내용

1. Abstract
2020년 5월 8일 진행한 [단일구의 침강속도]실험은 점도가 있는 글리세린-에탄올 1:1 혼합 용액과 점도가 낮은 물에 지름이 각기 다른 구를 낙하시키고 침강속도(종말속도)를 구하는 실험이다. 낙하 실험 전 오스트발트 점도계를 통해 각 용액의 점도()를 측정하고 비중계를 통해 밀도()를 측정한다. 알고 있는 구의 직경(D)과 임의의 구간을 지나는 구의 시간을 측정해 속도(v)를 구한다. 이때 구가 임의의 구간을 지나는 시간은 휴대폰의 초고속 카메라 기능과 스톱워치 기능을 통해 구할 수 있었다. (우리 실험 인원은 메스실린더의 500ml에서 1000ml 구간을 임의의 구간으로 지정했다.) 이 값들을 조합해 레이놀즈수를 도출하고 레이놀즈수와 항력계수의 관계를 엑셀을 통해 그래프를 도식화해 비교 분석한다.

2. Experiment
1) 본격적인 실험을 진행하기에 앞서 구의 직경(m)과 질량(g)을 구한다. 본 실험에 사용할 구는 같은 재질에 직경이 다른 두 종류이다.

구의 직경 (m) 0.005 0.01
구의 질량 (g) 0.17 1.37
Table 1. 사용하는 구의 직경과 질량

< 중 략 >

3) 각 용액에 떨어뜨린 단일구의 유속 구하기
2L 메스실린더에 물과 글리세린-에탄올 1:1 용액을 1800ml 높이로 채우고 각각의 단일 구를 떨어뜨린다. 이때 벽과의 충돌을 방지하기 위해 핀셋을 통해 용액 바로 위에서 떨어뜨린다. 직경 0.005m의 구는 물과 혼합용액에 2회 반복 실험했고 직경 0.01m의 구는 각 용액에 4회 반복 실험했다. 1000ml구간에서 500ml 구간을 지나는 시간을 통해 종단속도를 측정했다.

단일구가 침강하는 속도가 매우 빨라 휴대폰의 slow motion기능을 이용해 지정구간을 지나는 단일구의 시간을 정확하게 측정할 수 있었다. 이때 하나의 가정을 해야 한다. 종단속도에 도달했음을 판단하는 것은 거시적으로 무리가 있다.

참고자료

· 광운대학교 화학공학과 2020년도 3학년 1학기 실험노트
· 본인 단일구의 침강 예비레포트