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[토질역학시험] 삼축 압축 시험(KS F 2346)

실험 제목삼축 압축 실험(KS F 2346)실험 목적여러 조건 속에서 흙의 삼축압축 실험을 통해 흙의 특성을 알아보고 흙의 강도상수를 구한다.실험 이론● 삼축압축의 원리? 삼축압축시험에서는 공시체를 모든 방향에서 재하하며 축력은 최대주응력sigma _{1}로 하고,sigma _{2} = sigma _{3}이 되게 측압을 가한다,수평면에 대한 각도 알파인 임의면상에서 수직응력sigma와 전단응력tau는 같고,sigma = sigma _{1} cos ^{2} + sigma _{3} sin ^{2} =( sigma _{1} + sigma _{3} )/2+( sigma ' ^{1} - sigma ' ^{3} )/2 TIMES cos2 alphatau =( sigma _{1} - sigma _{3} )/2 TIMES sin2 alpha위 식을 정리하여(sigma - {sigma _{1} + sigma _{2}} over {2} ) ^{2} +r ^{2} =( {sigma _{1} - sigma _{2}} over {2} ) ^{2}? 압력실 압력sigma _{3}을 다르게 하여 수행한 최소 3개의 Mohr응력원로 표시하고 이 원들의 공통접선으로부터 파괴포락선을 구하여 그 기울기인 내부마찰각 세타와 그 절편인 점착력C'를 구할 수 있다.● 강도정수 결정□ 지반시료의 역학적 거동특성과 강도정수를 구하기 위해서는 최소 3개 이상 공시체를 제작하여 축압을 변화시켜 시험하여 축압은 현장조건과 일치하는 크기로 가한다.□ 삼축시험에서 파괴상태는 축차응력이 최대가 되는 상태(sigma _{1} - sigma _{3} ) _{max}또는 주응력비가 최대가 되는 상태(sigma _{1} / sigma _{3} ) _{max}로부터 구해며 일반적으로 주응력비로 구하는 편이 안전측이다.□ 압력실의 압력sigma _{3}를 일정하게 유기하고 재하봉을 서서히 가압하여 공시체를 압축파괴시킨다.□ 압력실 내 과잉간극수압을 소산시키기 위해 배수상태로 시행하는 배수시험과 배수를 방지한 상태에서 수행하는 비배수시험이 있다.● 비압밀 비배수 시험□ 시험이 빠르고 간단하여 급속시험이라고도 한다.□ 포화공시체를 멤브레인으로 싼 후 압밀시키지 않고 비배수상태에서 측압을 가하고 축방향으로 재하하여 시료를 전단파괴시킨다.□ 재하중에 주응력과 공시체의 압축량을 측정하고, 그 결과로 비배수전단강도C',phi'가 구해진다.● 압밀비배수 시험□ 재하중에 주응력과 시료의 압축량을 측정하여 그밖에 간극수압을 측정하면 CUB유효전단강도정수C',phi'를 구할 수 있고 그 결과로부터 지반강도와 간극수압을 측정하여 유효응력을 측정할 수 있다.● 압밀배수 시험□ 사질토의 지지력과 안정 또는 점성토의 안정 등을 알 수 있으나 긴 시간이 소요된다.□ 전단 중에 주응력과 축변형을 측정하여 결과로 유효전단강도상수C',phi'가 구해진다.● 공시체3축압축시험에서 다음과 같은 영향을 주의하여 공시체를 제작한다.(1) 공시체의 형상, 치수(2) 공시체 상하단면의 마찰(3) 조립토에서 공시체 표면소성지수I _{p}0

공학/기술| 2021.08.14| 4페이지| 1,000원| 조회(188)

레포트, 토목, 토질역학, 삼축압축, 토질역학실험

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[일반화학실험] 알코올 증류 예비보고서

실험 제목알코올 증류실험 목적혼합물을 분리하는 여러 가지 방법 중 물리적 성질을 이용하는 증류법을 이용해 불순물을 포함한 알코올을 증류하여 순수하게 분리한다.실험 이론물질의 분류물질은 공간을 차지하며 질량을 가지는 모든 것을 의미한다.순물질일정하고 균일한 조성과 독특한 성질을 갖는 물질의 한 형태이다.혼합물둘 이상의 순물질이 각각 고유한 성질을 유지하면서 서로 섞여 있는 것이다.균일 혼합물: 혼합물의 조성이 전체에서 일정한 혼합물불균일 혼합물: 혼합물의 조성이 일정하지 않은 혼합물물질의 성질물리적 성질색깔, 녹는점, 끓는점 등의 성질에 의해서 구분되는 것으로, 변화 시 조성은 변하지 않고 상태만 변한다.화학적 성질화학적 변화를 수반하는 것으로, 변화 시 성질과 조성이 다른 새로운 물질로 변화한다.크기 성질측정값은 얼마만큼 물질의 양이 고려되었는가에 달려있다.세기 성질물질의 양은 상관없고 물질의 밀도를 고려한다.혼합물의 분리밀도차에 의한 분리서로 섞이지 않는 두 액체의 밀도가 다른 경우에는 그 차이를 이용하여 액체 혼합물을 분리할 수 있다.끓는점 차에 의한 분리증류: 액체에 다른 물질이 녹아있는 용액을 가열할 때 그 액체의 끓는점 근처에서 나오는 기체를 방치하면 순수한 액체를 얻을 수 있는데, 이와 같은 방법을 증류라고 한다.분별증류: 두 가지 이상의 액체가 섞여 있는 액체 혼합물로부터 성분 물질의 끓는점 차이를 이용해서 증류로 각 성분으로 분리해내는 방법이다. 액체 혼합물을 가열하면 끓는점이 낮은 물질이 먼저 증류되어 나오고 끓는점이 높은 물질은 나중에 증류되므로 분리할 수 있다.용해도 차에 의한 분리거름: 체나 헝겊, 거름종이 등을 이용하여 액체에 녹지 않는 고체 물질을 분리하는 방법이다.분열 결정: 온도에 따른 용해도 차가 큰 고체와 작은 고체의 혼합물을 높은 온도에서 용액으로 만든 후 냉각시켜서 용해도 차가 큰 고체의 결정을 석출시켜 분리하는 방법이다.재결정: 고체를 고온의 용액에 용해한 후 냉각하면 다시 결정이 석출된다.Chromatography를 이용한 분리몇 가지 물질이 섞여 있는 혼합물의 용액을 종이나 분필 또는 고체를 통해 스며들게 하면 각 성분 물질의 스며들어 가는 속도가 달라서 다른 색깔의 띠로 나타나게 된다.끓는점액체의 증기압이 외부압력과 같아지는 온도이다. 모든 액체의 정상 끓는점은 외부압력이 1atm일 때 그 액체가 끓는 온도를 말한다.분자 간 상호작용과 끓는점쌍극자-쌍극자 상호작용: 극성분자에서 주요 힘으로 작용하며 분자의 극성이 클수록 세지고 끓는점이 높아진다.분산력: 무극성 분자에서 주로 작용하며 상대적으로 분자량이 큰 분자가 분산력이 커서 끓는점이 커진다.수소 결합: 쌍극자-쌍극자 힘보다는 수소 결합의 세기가 훨씬 크기 때문에, 분자의 극성의 세기보다 수소 결합의 세기에 따라 끓는점이 달라진다.실험 기구둥근 바닥 플라스크, Mass Cylinder, 200mL 비커, 시험관, 온도계, 고무관, Pipet, 가열 교반기, 얼음, 오 일, Water Bath시약증류수 10mL, Ethanol 10mL실험 방법250mL 둥근 바닥 플라스크에 Ethanol 10mL와 증류수 10mL, Methyl 용액 1~2방울, Stirring Bar를 넣는다.고무관과 Pipet을 이용한 공기 냉각기를 설치한다.온도계를 가지부근에 위치하고 액화가 효과가 일어나도록 Ethanol을 수집하는 시험관을 얼음층에 넣는다.79~82로 설정하고 증류하며 얻은 증기를 냉각시켜 시험관에 넣는다.시험관에 모인 액체의 부피를 Mass Cylinder를 이용해 측정한다.주의사항실험 기구 설치 시 각 연결부분을 잘 밀폐시키도록 한다.Ethanol은 휘발성을 지니므로 Pipet이 들어있는 시험관이 얼음에 끝까지 잠기도록 한다.가열된 Water Bath를 만질 때는 목장갑을 이용하거나 물이 식은 후 처리한다.온도계 설치 시 플라스크의 가지 부근에 설치한다.Methyl Orange가 포함된 용액은 무기 폐수에 버리도록 한다.참고 문헌레이먼드 창의 일반화학/Raymond Chang/사이플러스일반화학실험/국민대학교 출판부

공학/기술| 2021.07.31| 4페이지| 1,000원| 조회(205)

레포트, 일반화학실험, 예비보고서, 알코올 증류, 일화실

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[일반화학실험] 산화 환원 적정

실험 제목산화 환원 적정실험 목적와 의 산화-환원 반응을 이용하여 의 농도를 결정한다.실험 이론산화와 환원산화: 전자를 일고 산화수가 증가하는 반응환원: 전자를 얻고 산화수를 읽는 반응산화제와 환원제산화제: 다른 물질을 산화 시키는 물질로, 자신은 환원된다.산화제의 조건발생기산소를 내기 쉬운 물질전기음성도가 큰 물질, 비금속, 전자를 얻기 쉬운 물질표준환원 전위 값이 아주 큰 물질환원제: 다른 물질을 환원시키는 물질로 자신은 산화된다.환원제의 조건발생기 수소를 내기 쉬운 물질이온과 경향이 큰 금속, 전자를 읽기 쉬운 물질산화 수산화 수: 하나의 물질 내에서 전자의 교환이 완전히 일어났다고 가정할 대 물질을 이루는 특정 원자가 전자를 읽거나 얻어진 가상의 전하 수결정규칙자유 상태(원래상태)에 있는 원자의 산화 수는 0이다.단원자 이온의 산화 수는 그 이온의 산화수와 같다. 알칼리 금속은 항상 +1의 전하를, 알칼리 토금속 이온은 항상 +2전하를, 알루미늄은 항상 +3의 산화 수를 갖는다.비금속의 산화 수는 F, O, H의 경우를 일반적으로 다룬다. F는 화합물 안에서 항상 +1의 산화 수를 가진다. H는 공유결합을 이루면 +1의 산화 수를 가지고 금속과 결합하게 되면 -1의 산화 수를 가진다. O는 이온과 분자 상태에서 -2의 산화 수를 가지는데, 특이하게 과산화수소에서는 -1의 산화 수를 갖는다.중성분자 혹은 화합물 원자의 산화 수 합은 0이다.다원자 이온에서 원자들의 산화 수 총합과 다원자 이온의 전하수는 같다.산화-환원 반응: 물질 간의 전자 이동으로 산화와 환원 반응이 동시에 일어난다. 전자를 읽은 족은 산화, 얻은 쪽은 환원된다. 읽은 전자수와 얻은 전자수는 항상 같다.표준 용액표준 용액: 적정 분석 실험에서 사용되는 정확한 농도를 알고 있는 시약을 말하며, 표준액이라 한다.당량점: 반응물질이 당량만큼 반응하는 이론적인 지점이다.종량점: 적정이 끝나는 지점으로, 당량점과 종량점은 항상 일치하지는 않는다.적정적정: 일정 부피의 미지농도 시료용액을 정확한 농도를 알고 있는 표준용액과 반응시키고, 소비된 표준용액의 부피로부터 미지 시료 용액의 농도를 알아내는 부피분석법이다.표정: 농도를 정확히 알고 있는 표준용액을 이용하여 미지 시료용액의 농도를 정확하게 정하는 방법이다.에 의한 산화과망간산은 진한 보라색을 띤 산화제이며, 용액의 pH에 따라 다음과 같이 환원된다.강산성 용액중성, 약 염기성 용액강염기성 용액기구삼각 플라스크(100ml, 250ml), 피펫, 온도계, 뷰렛, 스탠드, Clamp, Water bath, Hot plate, Stirring bar, Mass cylinder(10ml, 100ml)시약0.05M Sodium Oxalate Solution, : 분자량 134, : 분자량 158.03, 황산 용액(황산: 물=1:10 부피비), : 무색의 무거운 기체 밀도 1.11실험 방법KMnO4용액의 표정물 중탕 장치를 설정하고 물의 온도가 70~80도로 맞춘다0.05 용액을 10ml 취하여 100ml 삼각플라스크에 넣고 65ml의 묽은 황산 용액을 넣는다.삼각 플라스크를 설치하고 3~4분 방치한다표준용액이 담긴 뷰렛을 이용해 적정한다.적정법에 의한 용액의 적정피펫으로 용액 10ml를 정확하게 취해서 250ml 삼각 플라스크에 넣고 묽은 황산용액 110ml을 넣는다.상온에서 표준용액이 담긴 뷰렛을 이용해 적정한다주의사항항상 수용액과 과산화수소 용액이 피부에 접촉하지 않게 한다.황산 수용액 투입 시 온도가 상승하므로 서서히 투입한다.끓는 물에 화상을 주의한다.산화제 또는 환원제가 피부에 접촉하지 않도록 한다.실험과 폐수처리시 주의하며 무기 폐수에 버린다.참고문헌레이먼드 창의 일반화학/Raymond Chang/사이플러스일반화학실험/국민대학교 출판부실험 결과반응에 사용된 의 당량수: 2사용한 의 몰농도(M): 0.05사용한 의 부피(ml): 10반응에 사용된 의 당량수: 5소비된 의 부피(ml): 9.81용액의 몰농도(M):반응에 사용된 의 당량수: 5사용한 의 몰농도(M): 0.02소비된 의 부피(ml): 10.8반응에 사용된 의 당량수: 2사용한 의 부피(ml): 10용액의 몰농도(M):토의표준 용액인 로 용액을 표정하여 정확한 몰 농도를 구한다. 적정법에 의해 용액을 적정하여 용액의 몰농도를 구할 수 있다. 그 결과를 표정과 과망간산 적정법에 의한 용액의 적정 실험 둘로 나누어 분석하였다.nMV=nM’V’이므로, 실험에 사용한 의 부피, 몰농도, 당량수와 와 부피와 당량수를 알면 몰농도 M’을 알 수 있다. 소비된 의 몰농도는 , 의 몰농도는 이다.이번 실험을 통해 몰농도를 모르는 과산화수소 용액을 과망간산 적정법에 의해 의 색변화를 관찰하고, 과산화수소용액의 농도를 관찰할 수 있었으며 과망간산적정법을 이해할 수 있었다.오차 원인으로 매스 실린더를 사용하여 부피를 측정하였는데, 삼각 플라스크에 남아있는 용액으로 인해 부피가 정확히 측정되지 않았을 수도 있다. 두 번째 오차원인으로 매스 실린더의 눈금을 보거나 뷰렛의 눈금을 보는 과정에서 정확하게 사람의 눈으로 당량점을 확인할 수 없었던 매니스커스일 수 있었다고 생각했다. 또한 과망간산은 빛을 받으면 변하는데, 용액은 햇빛에 잘 분해되는 특징이 있다. 이 빛에 의해 보라색이 사라져 더 소비되므로 정확한 지점을 찾는데 인간의 한계가 있었다.

공학/기술| 2021.07.31| 5페이지| 1,000원| 조회(276)

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[일반화학실험] 순수한 물질과 혼합물의 녹는점

실험 제목순수한 물질과 혼합물의 녹는점실험 목적물질의 녹는점을 측정하여 그 물질과 혼합물에 사용된 물질을 파악한다. 조성비가 다른 혼합물의 녹는점을 측정하여 비교함으로써 혼합물의 순도를 파악한다실험 이론수소결합한 분자 내의 수소원자와 비공유전자 및 큰 전기음성도를 나타내는 다른 분자 안에 있는 작은 원자 사이에서 생기는 분자간 인력(intermolecular interaction)에 의한 결합이다. 수소의 원자가전자가 1개 있으므로 특수성을 가진 특이한 결합이다. 결합에너지는 4~33kJmol-1로서 공유결합에너지보다 매우 작다. 따라서 결합거리도 대응한 공유결합보다 길다.그러나 반데르발스(Van der Waals)결합과는 확실히 다르므로 화학결합의 한 종류이다. 어떤 유기분자에서 수소결합을 볼 수 있으며, 특히 H2O, NH3, HF 분자가 각기 같은 족의 수소화물의 녹는점과 끓는점보다 아주 높은 것은 수소결합 때문이다. 특히, 온도에 따른 물분자의 부피 증감의 특이성(물의 밀도 4도에서 가장 크다)이 나타난다. 수소결합이 이루어질 수 있으면 이는 매우 강력하며(전형적인 공유 결합세기의 약 10%) 다른 모든 분자간 작용을 능가한다. 예컨대 액체 불화 수소는 HF의 구불구불한 사슬을 이루며 그것의 증가는 그 사슬의 짧은 조각과 (HF)6고리로 이루어져 있다. 아세트산 CH3COOH의 증가는 분자의 쌍이 두 수소 결합으로 이어져 이량체(dimer)를 형성하기도 한다.[결합(bond): 둘 이상의 원자들을 함께 묶어 하나의 단위체로 작용하게 만드는 힘]극성 공유결합과 전기음성도공유결합내의 전자는 연결되어 있는 두 원자에 의해서 반드시 균등하게 공유되지 않는다. 만약 한 원자가 다른 원자보다 자기 쪽으로 전자를 끌어당기는 경향이 더 크다면, 전자 분포는 분극(polarized)되어 있다고 말하며, 그 결합을 극성 공유결합(polar covalent bond)이라고 부른다. 예로써 플루오린 화 수소는 극성공유결합을 지닌다.플루오린은 전자를 수소보다 더 강하게 끌어당기기 때문에 H-F결합 내의 전자들은 플루오린 쪽으로 당겨진다. 이렇게 되면 플루오린은 부분적으로 음전하를 띠게 되고 수소는 부분적으로 양전하를 띠게 된다. 이렇게 하전이 분리되면 쌍극자(dipole)가 형성된다.공유결합에서 한 원자가 자기 쪽으로 끌어당기는 경향을 전기음성도(Electro Negativity)라 부른다. 주기율표에서 오른쪽으로 갈수록 증가하고 족을 따라 감소한다.쌍극자-쌍극자 힘한 분자 주위에는 그와 반대되는 부분 전하들이 가능한 가까이 배열되어 있다. 이 때 쌍극자 간의 작용을 쌍극자-쌍극자 힘이라고 한다. 그 결과로 나타나는 퍼텐셜 에너지는 다음과 같다.: 작용하는 쌍극자의 모멘트]다음 식에 따르면 분자간 거리가 두배로 될 경우, 그들 작용의 세기는 23=3의 인자로 줄어든다. 거리에 따른 이러한 의존성은 이 퍼텐셜 에너지(Ep)가 이온-이온작용 에너지의 8배나 빨리, 그리고 이온-쌍극자 작용 에너지의 두 배로 빠르게 떨어짐을 의미한다.London 힘한 분자 내 순간적 쌍극자 모멘트가 이웃하는 분자 내 전자구름을 뒤틀리게 하며, 그 분자에 쌍극자 모멘트를 유발하고 두 순간적 쌍극자가 서로 끌어당긴다. 한순간 후에는 첫 번째 분자의 휩쓸린 전자 구름이 다른 방향의 쌍극자 모멘트를 일으키고, 이 새로운 쌍극자 모멘트가 두번째 분자에 새로운 쌍극자 모멘트를 유발하여 두 분자가 또 서로 끌어당긴다. 이 끌림 작용을 London작용(London Interaction)이라고 한다. London작용의 세기는 그 분자의 편극률(Polarized)에 따른다.[편극률: 전자 구름이 뒤틀릴 수 있는 정도]Van der Waals 힘London작용과 매우 관련된 것으로, 쌍극자-유발 쌍극자 작용이라고도 한다. 극성 분자가 비극성 분자와 작용하는 것이다. London작용과 같이 이 작용은 한 분자가 다른 분자에 쌍극자 모멘트를 유발할 수 있어서 나타난다. 이 경우에는 쌍극자를 유발하는 분자가 영구 쌍극자 모멘트를 갖는다.여기서도 Ep는 거리의 6승에 반비례한다. 기체상에서 회전하는 극성 분자의 쌍극자-쌍극자 작용(London 작용)의 Ep와 쌍극자-유발 쌍극자의 것이 같은 꼴임을 주목하자.이를 폭넓게 연구한 Johannes Van der Waals의 이름을 따서 Van der Waals작용이라고도 부른다.순물질과 혼합물순물질: 언제나 동일한 조성을 가지고 물질을 확인하는 결정적인 역할을 한다.혼합물: 조성이 일정하지 않지만 구성 성분들과 연관 있는 성질을 지닌 동시에 물리적으로 구성 성분들을 분리할 수 있는 물질이다.불균일 혼합물: 균일 혼합물과는 반대로 구성 입자의 크기나 모양이 일정하지 않고 조성이 일정하지 않은 혼합물이다.순물질과 혼합물의 녹는점순물질의 녹는점순물질은 녹는점에서 고체상과 액체상의 온도 변화없이 서로 평형상태에 있다. 이 때 열을 가하면 고체가 액체로 되고, 냉각시키면 액체가 고체로 된다. 순물질의 경우 고체가 액체로 변하는 녹는점과 액체가 고체로 되는 어는점의 온도가 동일하다. 대표작 순물질인 물의 경우, 녹는점에서 일정구간 온도가 변하지 않는데, 이 때 열에너지를 흡수하여 쓰기 때문이다. 순수한 물질의 녹는점은 일정하며 녹기 시작할 때부터 완전히 녹을 때까지의 범위가 0.5~1로 범위가 좁다. 그리고 순물질의 녹는점은 변하지 않는 물질의 특성이다.혼합물의 녹는점혼합물은 순물질과 다르게 고체가 액체로 변하는 동안에도 일정한 온도를 유지하지 못하는데, 녹는점이 낮은 한 물질이 녹으면서도 다른 물질에서는 계속 에너지를 흡수하기 때문이다.그래프에서도 확인할 수 있듯이, 순물질인 Naphthalene과 Biphenyl의 일정한 온도를 유지한 채 녹지만 두 물질의 Mixture은 일정한 온도를 유지하지 못하고 상승하는 것을 알 수 있다. 또한 순물질에 비해 녹는점의 범위가 넓다. 두 순물질보다 Mixture이 원래 두 순물질의 녹는점보다 낮은 것을 알 수 있는데, 이것은 순물질일 경우가 Mixture일 때보다 분자간의 인력이 작기 때문에 상대적으로 쉽게 결합을 끊을 수 있기 때문이다. 또한, 비휘발성 용질이 섞여 있는 경우는 용질이 용매의 증발을 억제하기 때문에 증기압이 내려가므로 순물질보다 녹는점이 내려간다. 그리고 두 물질을 섞는 비율을 달리한다면 녹는점도 달라진다.물질에 불순물이 많을수록 분자간의 인력에 영향을 받기 때문에 녹는점의 범위가 커지고 결정의 크기가 크고 가열속도가 느릴수록 분자가 받는 열에너지의 양이 작기 때문에 녹는점의 범위가 커진다.실험 장비, 초자 및 시약순수 및 혼합시료 1~5(미지물질 A, B의 Mixture)미지시료 녹는 점 측정기, Glass Capillary Tube, 긴 유리관, 유산지실험 방법소량의 시료를 유산지에 담에 분쇄한다(A, B와 순수물질)Glass Capillary Tube에 시료를 넣고 시료를 Tube 끝으로 모은다.녹는점 측정기를 이용하여 녹는점을 측정한다. (초기에 35로 설정, 1분에 2씩 상승)녹는점 측정기를 식히고 다른 시료를 사용하여 녹는점 측정을 반복한다.참고문헌기초화학요론/하정욱/경남대학교 출판부/20030228/205p무기화학 정리/경북대학교 사범대학/화학교육과 무기화학연구실/20000925/76p화학의 원리/김관 외 5명/자유아카데미/20080310/290p, 53p, 286p~289p유기화학/한티미디어/김진호 외 9명/20030217/35p화학의 기본개념/자유아카데미/Leo J Malone/20130225/52p~54p일반화학1/제5판/자유아카데미/Steven S. Zumdahl/20020301/377p결과 및 관찰시료녹는점 범위 측정값녹는데 걸린 시간시료 1, Naphthalene81도~85도1m 23s시료 2, Biphenyl71~731m 15s시료 3, Mixture43~629m 32s토의실험을 마치고 조원들과 실험 전 알아보았던 녹는점 범위에 영향을 끼치는 요인이 과연 이번실험에서는 얼마나 끼쳤나 확인해보았고 또한 이번 실험에서 이론 값과 더 가까운 값을 얻기 위해서는 어떻게 해야 할지 토의해보았다.앞서 녹는점 범위에 영향을 주는 요소는 물질의 순도, 결정의 크기, 가열속도, 물질의 양에 의해서 결정하는데, 이번 실험에서는 순물질과 Mixture을 서로 비교하면서 물질의 순도가 녹는점에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 알아본 결과 순물질보다 Mixture이 물질 내에 빈 공간이 상대적으로 더 적기 때문에 고체에서 액체로 상변화시 더 많은 열이 필요하게 되어 녹는점이 더 높아지는 것을 알게 되었다.만약 이번 실험에서 물질의 양과 가열속도를 직접 조절할 수 있었다면 Naphthalene과 Biphenyl이 과연 이론 값과 얼마나 차이가 날지, 또 그 원인이 뭐일지 알 수 있었을 것이다. 세 가지 물질의 녹는점을 측정하고 이론처럼 녹는점과 어는점이 같을지 의문이 들어 세 가지 물질을 다시 냉각시켜보았다. 결과는 녹는점과 같지 않았고 Naphthalene, Mixture, Biphenyl을 각각 얼기 시작한 온도가 83, 72, 60로 녹기 시작한 온도와 완전히 녹았을 때의 온도와 1~2 정도가 차이가 났다. 이는 개인 오차와 기계적 오차 뿐만 아니라 물질이 들어있는 Tube의 비열에 의해 냉각을 시작한 이후에 열이 어느정도 남아있어 물질이 고체로 변하지 않는다는 생각이었다. 물론 기계 내 어는 속도와 녹는 속도가 설정상 같다고 가정할 때 가능한 생각이었다. 만약 수동적으로 이 속도를 조절할 수 있다면 이뿐만 아니라 가열속도가 얼마나 녹는점 범위에 영향을 미쳤을 것인지 확인할 수 있었을 것이다. 또한 정밀한 녹는점측정기계를 사용했더라면 육안으로 확인하여 발생한 녹는점 범위의 이론상 오차와 몇 에 얼고 녹는지 더욱 정확히 알 수 있었을 것이다.

공학/기술| 2021.07.30| 7페이지| 1,000원| 조회(1,313)

일반화학실험, 녹는점, 예비레포트, 일화실, 순수한 물질과 혼합물

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[토질역학실험] 흙의 비중 시험 (KS F 2308) 실험레포트

실험 제목흙의 비중시험(KS F 2308)실험 목적흙입자의 비중은 흙지반의 구조골격을 이루고 있고 크기와 구성광물이 다양한 흙입자의 평균비중을 말한다. 흙입자의 비중은 흙의 기본적인 성질인 간극비와 포화도를 구하는 데 필요할 뿐만 아니라 흙의 구성광물이나 견고한 정도를 구하는 데 이용된다.흙입자의 비중은 흙입자의 무게를 흙입자와 같은 부피의 물(증류수)의 무게를 나눈 값이 되며 한국산업규격 KS F 2308에서 규정하고 있다.이론공극비(void ratio) 와 공극률(porosity)흙 속에서 공기와 물에 의해 차지하고 있는 빈틈을 공극(void)라고 한다. 이때 고체성분의 용적에 대한 공극의 용적의 비율 공극비(void ratio)라고 한다.e: 공극비Vv: 공극의 면적Vs: 고체성분의 용적공극비는 일반적으로 10진법으로 나타낸다. 흙 전체의 용적에 대한 공극의 용적의 백분율을 공극률이라고 하고 다음과 같이 나타낸다.여기서 V: 흙 전체의 무게따라서, 공극비와 공극률의 관계를 보면 다음과 같다.한편, 공극률을 공극비로서 나타내면 다음과 같다n(%)0*************08090100e00.110.250.4290.66711.52.3349무한일반적으로 자연상태의 흙의 공극비와 공극률은 와 같다.흙의 종류공극비(e)공극률(n%)모래0.54~0.8535~45실트0.67~1.0040~50점토1.00~3.0050~75함수비(moisture content) 및 함수율흙 속에 물이 얼마나 들어있는지 측정하기 위해 함수비라는 용어를 쓴다. 즉, 고체성분의 무게에 대한 임의의 수분의 무게의 비를 함수비라 하고 백분율로 나타낸다.w: 함수비(%)ws: 110℃의 온도에서 증발하는 수분의 전체 무게Ws: 110℃의 온도에서 건조된 흙의 무게또한 함수율은 흙 전체의 무게에 대한 물의 무게의 비를 말하고 다음과 같이 나타낸다ws는 수분을 제외한 토립자의 무게로서 흙을 건조로 안에서 건조시켜 구하지만, 건조시키는 온도가 너무 높아지면 토중에 함유되는 유기질성분이 탄화 되거나, 토립 백분율로 표시된다.흙이 포화상태에 있으면 이고 (이때 )완전히 건조되어 있으면이 된다. (이때 ) 여기서 건조상태라 함은 110도 건조로(dry oven)건조에 의하여 일정한 무게로 된 상태를 말한다.흙의 단위중량(unit weight)흙의 단위중량이란 흙덩이의 무게를 이에 대응하는 부피로 나눈 값이다. 단위중량의 단위는 또는으로 표시된다. 다음 그림은 흙을 구성하고 있는 각 성분의 부피와 중량으로 나누어 표시한 것이다.전체 단위중량(wet unit weight)흙의 단위중량 는 자연상태에 있는 흙의 무게를 이에 대응하는 부피로 나눈 값이다.자연상태에 있는 흙의 단위중량은 흙의 다져진 상태, 입자크기와 입도분포, 그리고 함수비 등에 따라 다른 값을 갖는다.건조단위중량(dry unit weight)흙을 노건조시켰을 때의 단위중량을 건조단위중량이라고 한다. 건조단위중량은 다음과 같다.건조단위중량과 전체단위중량 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.포화단위중량(saturated unit weight)흙이 완전히 포화되었을 경우의 단위중량은 일 때의 전체 단위중량이므로 식(2.8)애 을 대입하여 구하면 포화단위중량은 다음과 같다.수중단위중량(submerged unit weight)흙이 지하수의 아래에 있으면 부력의 영향을 받는다. 이 때의 단위중량은 포화단위중량에서 물의 단위중량을 뺀 값이다.흙의 비중(specific gravity)흙의 비중은 건조된 토립자만의 무게를 그 토립자의 용적과 같은 용적의 4℃ 물 무게로 나눈 값이다. 흙의 비중은 흙 속의 모든 광물입자의 무게의 평균으로서 일반적으로 흙의 비중이 불명확할 때에는 성영입자가 흙 속에는 가장 많기 때문에 석영의 비중 2.65를 쓰고 있다.흙의 겉보기 비중(apparent specific gravity)란 를 물의 단위중량으로 하면 다음 식이 표시된다.이와 같이 하여 토립자의 비중(true specific gravity) 는 를 토립자 즉, 고체성분의 단위중량으로 하면 다음과 같다.실제로 토립자의 비중을 측비중병에 인 무게의 흙을 넣고 또 온도 t도의 청수를 넣었을 때의 전체의 무게별도로 온도가 지정되지 않을 대는 15℃의 물에 대한 값을 다음 식으로부터 구한다.밀도(density)밀도(density)는 단위 부피당 질량으로 정의한다.고체나 액체의 밀도는 보통 또는 로 나타낸다. 대부분의 물질은 온도에 따라 부피가 변하기 때문에, 밀도는 온도에 다라 달라진다. 여기서 밀도를 기록할 때는 반드시 온도도 기록해야 하고 만약 기록하지 않으면 상온에 가까운 25℃에서의 측정값이라고 가정한다.밀도의 SI단위는 이다: 흙의 밀도(kg/m3): 흙의 건조밀도(kg/m3)M: 흙 시료의 전체 질량(kg): 흙 시료 고체의 질량(kg)전체 부피 V의 단위는 m3이다. kN/m3단위의 단위중량은 kg/m3단위의 밀도로부터 다음과 같이 구할 수 있다.g: 중력가속도 9.81m/sec물의 단위중량 또는온도(℃)흙의 비중량보정계수(K)온도(℃)흙의 비중량보정계수(K)411.0009180.9986250.999550.9999921.0009190.9984350.999560.9999681.0008200.9982340.999170.999931.0008210.9986220.998980.9998771.0007220.99780.998790.9998091.0007230.9977680.9984100.9997281.0006240.9973270.9982110.9996341.0005250.9970750.9979120.9995261.0004260.9968140.9977130.9994061.0003270.9945440.9974140.9992731.0001280.9942640.9971150.9991921290.9959760.9968160.9989720.9998300.9956780.9965170.9998040.9997시험 장비Pycnometer: 용량 100mL이상의 부피측정용 플라스크 또는 스토퍼(stopper)가 있는 50mL이상의 병이어야 한다. 스토퍼(stopper)는 병에 꼭 맞는 것이어야 하며 병목에 쉽알코올 램프)시료취급용 팬증발접시유발실험과정Pycnometer를 건조시킨다.건조된 Pycnometer의 무게를 잰다Pycnometer를 증류수로 채우고 뚜껑을 닫은 후에 뚜껑부분에 기포가 없도록 물로 가득 채워서 (Pycnometer+증류수)의 무게 와 온도 을 측정한다.시료를 12시간 이상 노건조시킨다.시료를 노에서 꺼내서 Desiccator에서 실온으로 식힌다.노건조한 시료 일정량 을 검정을 끝낸 깨끗하고 건조한 Pycnometer 속에 넣고 (Pycnometer+증류수)의 무게 를 0.01gf정도까지 측정한다. 시료양은 사질토의 경우 150gf, 점성토의 경우 10~20gf정도가 적당하다.증류수를 시료가 잠길 정도 채워서 가능하면 장시간(12시간 이상)수침 시킨다.증류수를 가하여 수위가 Pycnometer의 절반 정도가 되게 한다.Pycnometer를 10분 이상 끓여서 흙 속의 공기를 배출시킨다. 진공펌프로 병 속 압력을 대기압 이하로 내리면 끓는 온도가 내려가 공기배출이 쉬워진다. 시료에 따라 끓이는 시간도 다르고 내용물이 너무 많거나 너무 심하게 끓이면 내용물이 넘치므로 주의한다.Pycnometer를 검정곡선 범위의 온도까지 식힌다.Pycnometer를 증류수로 채우고 뚜껑을 닫는다. 이때 뚜껑부분에 기포가 없게 완전히 채운다. Pycnometer의 표면과 뚜껑외부의 물기를 깨끗이 제거한다.Pycnometer+증류수+시료)의 무게를 0.01gf정밀도로 측정하고 온도 를 측정한다.온도 T프라임에서 측정한 (Pycnometer+증류수)의 무게 를 임의의 온도 에 대한 (Pycnometer+증류수)의 무게 로 환산한다.같은 방법으로 3회 시상 이상한 값은 버리고 나머지의 평균을 채택한다.측정치를 정리하고 비중을 계산한다.보고서 작성참고문헌토질시험 원리와 방법 2판 이상덕 씨아이알토질역학 제8판 Braja M. Das CENGAGE일반화학 제14판 BROWN LEMAY PEARSON자유아카데미지반공학 이론과 실제 천병식 구미서관KS F 2308결과Weigh soil +Distilled Water (Wb) (g)209.56Temperature of Wb (T℃)19.6Calibrated weight of pycnometer and Distilled Water (Wa) (g)194.2806Soil Specific Gravity at T℃ of Water (Gt)2.575258Soil Specific Gravity at 15T℃ of water (Gs=K*Gt)2.57261고찰Pycnometer속 흙 입자 간극 속에 공기방울이 제거되어 오차를 줄일 수 있도록 증류수를 단계적으로 조금씩 붓고 열을 가해 끓여주며, 천천히 잘 저어주어 흙 시료의 포화도를 높인다.Pycnometer속 증류수와 시료를 제외한 추가적인 무게가 발생하지 않도록 무게 측정 시 Pycnometer를 깨끗이 닦는다.노건조한 흙에 습기로 인한 오차를 줄이기 위해 무게측정 전에 시료를 건조한 상태로 유지시켜준다.상수 K의 계산과정에서 19℃인 것을 고려하였다. K값은 4℃ 이후 물의 부피가 감소함에 따라 감소하는데, 온도가 변화함에 따라 그 폭의 크기가 구간별로 달랐다. 10℃부터 23℃까지 대체로 하향 폭이 비슷한 선형적인 모습을 보이고 있기 때문에 19℃는 19℃와 20℃ 사이에 있는 점을 고려하여 그 중간값으로 하였다.실험실의 온도 19.6℃에서의 흙의 비중이 2.5726이다. 사질토의 비중은 이 조건 속에서 2.55~2.65이므로 이번 실험에서 이용한 시료는 사질토임을 알 수 있었다.토의KS F 2308에서는 이 실험을 위해 적어도 3번 이상의 반복시행을 권하고 있지만 1회의 시험을 함으로서 측정 평균을 나타내지 못한 실험 오차가 존재한다. 반복 시험을 통해 결과의 평균, 편차 등을 구하면 더 정확한 값을 얻을 수 있다.증류수가 아닌 수돗물을 이용했다. 수돗물 속 불순물과 유기물, 무기물이 시료의 정확한 값을 구하는데 오차를 주었을 수도 있다. 물이 공기 중에 방치되어 있으면 이산화탄소가 녹아 pH가 조금 내려가는데, 이 현상과 수돗물 속에 첨가

공학/기술| 2021.07.29| 10페이지| 1,000원| 조회(395)

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