[일반물리실험1] A+ 기압 변화에 따른 현상 결과보고서

소개글

전남대학교 공과대학, 2021 일반물리실험1, A+

목차

1)실험목적
2)실험이론
3)실험준비물
4)사전 준비(토의)
5)실험 과정
6)실험결과(정리)
7)토론

본문내용

●실험 목적
기압을 낮추거나 높일 때 일어나는 현상을 관찰함으로써 기압의 역할을 이해한다.

●실험 이론
-압력: 유체가 작용하는 단위 면적당 수직력이다. SI 단위는 N⁄m^2 이다. 이는 단위 Pa과 같다.
cf)압력은 뉴턴 역학으로 기체(동일 분자로만 구성)를 분석할 수 있다. 기체 분자 하나의 질량 m, 분자 수 N, 계의 부피 V, 계 내부 분자의 평균 속도의 수직 성분 (v_x ) ̅일 때, 압력은 P=mN/V (〖v_2〗^2 ) ̅이다. (이상 기체 운동론의 일부)
-기압(atm): 해수면에 작용하는 지구 대기의 수직 압력을 나타낸 단위로 1atm=약101.3kPa이다. (하지만, 이번 실험에서는 1atm=100kPa이라 하겠다.)
-상그림: 압력과 온도에 따른 물질의 상태를 그래프로 보여주는 도표다. 압력에 따른 물질의 상변화 온도를 알 수 있고, 물질이 고체, 액체, 기체 세 가지 상태로 존재할 수 있는 삼중점, 물질의 액체 상태와 기체 상태가 분간이 안되는 임계점도 알 수 있다. 얼음 결정은 열린 구조이기 때문에 어는 점 근처에서 고체 물의 밀도는 액체 물의 밀도보다 낮은데, 그 특성은 상그림으로도 확인할 수 있다.

< 중 략 >

●실험 과정
1. 기압에 의한 물체의 변형
1)실험방법
주사기 펌프로 공기를 채운 풍선을 압력 용기의 내부에 넣는다. 주사형 펌프를 통해 용기 내부 압력을 변화시키며 풍선의 변화를 관찰한다. 압력 변화 폭은 감압, 가압 모두 0.4기압으로 한다.
2)결과예측
압력은 계의 내부에서 운동하며 물체에 충돌하는 기체에 의해 발생한다. 압력 변화가 없을 때, 풍선의 내부와 풍선의 외부(용기 내부)의 기체의 평균 운동에너지가 비슷해 풍선 내외에서 풍선이 공기에 의해 받는 충격력은 동일해 풍선의 크기가 유지된다. 용기 내의 압력을 줄이면, 풍선 내부의 공기가 풍선에 가한 충격력은 변화가 없지만, 풍선 외부의 공기는 운동에너지가 줄어 운동이 덜 활발하기 때문에 충격력이 작아진다.

참고 자료

Richard Wolfson, 심경무 외 옮김, 『핵심물리학 4판』, 청문각, 2020, 330p., 373~377p., 380p., 382p., 390p.
두산백과, 검색어: phase diagram,
https://www.doopedia.co.kr/doopedia/master/master.do?method=view&MAS_IDX=101013000846865
사이언스올, 과학백과사전, 검색어: 포화 수증기압,
https://www.scienceall.com/%ED%8F%AC%ED%99%94-%EC%88%98%EC%A6%9D%EA%B8%B0%EC%95%95saturated-water-vapor-pressure/