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레이놀즈의 수 실험

[화학공학실험1]레이놀즈수 측정 장치과 목 명분 반담당 교수님담당 조교님조조 원실험 날짜제 출 일TABLE OF CONTENTSTABLE OF CONTENTS -------------------------------------2LIST OF FIGURES & TABLES -------------------------------3ABSTRACT ------------------------------------------------41. INTRODUCTION ------------------------------------------51-1. 실험목적 -----------------------------------------------------51-2. 유체의 흐름과 종류 --------------------------------------------51-2-1. 층류 ------------------------------------------------------------51-2-2. 난류 ------------------------------------------------------------61-2-3. 전이영역(천이영역) -------------------------------------------------61-2-4. 대기의 난류 ------------------------------------------------------71-2-5. 해양의 난류 ------------------------------------------------------71-3. 레이놀즈수(Reynolds Number) ------------------------------------81-3-1. 점성(Viscosity) ----------------------------------------------------81-3-1-1. 점성이란? -----------------------------------------------------81-3-1-2. 점성의 법칙 ----------------------------------------------------81-3-2. 레이놀즈수 -------------------------------------------------------91-4. 유량 ---------------------------------------------------------91-4-1. 유량의 개요 ------------------------------------------------------91-4-2. 관로 내 유체의 흐름 -----------------------------------------------101-5. 관련물리상수 --------------------------------------------------102. EXPERIMENT --------------------------------------------112-1. 실험기구 -----------------------------------------------------112-2. 실험방법 -----------------------------------------------------112-3. 실험 시 주의사항 ----------------------------------------------123. RESULT & DISCUSSION ----------------------------------133-1. Raw Data ----------------------------------------------------133-2. Result Data ---------------------------------------------------143-3. Discussion ----------------------------------------------------184. CONCLUSION --------------------------------------------195. REFERENCES --------------------------------------------20LIST OF FIGURES & TABLESLIST OF FIGURESFigure 1. 층류와 난류 -----------------------------------------------7Figure 2. 유체의 점성 -----------------------------------------------8Figure 3. 관로 내 유량분포 -------------------------------------------10Figure 4. 레이놀즈수 측정 장치 ---------------------------------------11Figure 5. 층류 색소선 -----------------------------------------------15Figure 6. 난류 색소선 -----------------------------------------------15Figure 7. 전이 색소선 -----------------------------------------------15Figure 8. 층류 그림 -------------------------------------------------15Figure 9. 난류 그림 -------------------------------------------------15Figure 10. 전이 그림 ------------------------------------------------15LIST OF TABLESTable 1. Raw Data 1 ------------------------------------------------13Table 2. Raw Data 2 ------------------------------------------------13Table 3. Result Data ------------------------------------------------14Table 4. 색소선의 형태 ----------------------------------------------15ABSTRACT이번 레이놀즈수 측정실험의 목적은 실제 유체의 흐름에서 유체의 흐름 상태를 가시화 하여 시각적으로 층류 및 난류의 유동 상태를 확인한 후, 관을 통과하는 유량을 측정하여 레이놀즈수()를 측정하는 데에 있다.먼저 이 레이놀즈수 측정 장치가 수평이 되어있는 지 확인한 후, 배수 밸브가 완전히 잠겨있는지 확인 후에 급수호수의 밸브를 열고 물을 공급하여 Overflow pipe가 넘쳐흐를 때까지 물을 채웠다. 물이 다 채워졌을 때 유량조절밸브를 조절하여 투명관의 물이 빠지는 속도와 물이 공급되는 속도가 일정해 지도록 하여 물의 높이가 변하지 않도록 조절하였다. 투명관 안으로 들어가는 색소통의 밸브를 열고 색소의 흐름을 확인하였다. 투명관 안의 색소의 흐름이 일직선의 형태를 보였을 때 메스실린더를 이용하여 유량조절밸브를 통해 나오는 물의 양을 바꾸어 가며 받는 데에 따른 시간을 스톱워치를 이용하여 측정하였다. 측정한 값을 기록한 후, 유량조절밸브를 점차적으로 개방하고, 공급해주는 물의 양을 늘려 전체 물의 양이 일정하게 유지시켜주었다. 색소가 일직선의 형태에서 약간 흔들리는 형태를 보였을 때 메스실린더를 이용하여 나오는 물의 양을 바꾸어 가며 받는 데에 따른 시간을 측정하였다. 측정값을 기록한 수, 유량조절밸브를 더 개방하고, 이에 따라 물의 공급 양을 조금 더 늘려 물의 전체 양을 유지시켜 주었다. 색소가 완전히 흐트러지는 때 나오는 물을 바꾸어가며 받는데 걸리는 시간을 측정하여 기록하였다. 다시 유량조절밸브를 약간 잠그고 이에 따라 전체의 물 양을 일정하게 유지시키기 위해서 공급양도 감소시켜주었다. 이때 색소 유선이 흐트러진 상태에서 직선으로 변하기 시작하는 때에 나오는 물의 양을 바꾸어 가며 받는데 따른 시간을 측정하여 기록하였다. 이 과정을 반복하여 측정하였다.실험결과 평균적으로 층류는 1190.26, 전이영역1은 4513.67, 난류는 8068.23, 전이영역2는 3524.53으로 계산되었다. 이 결과를 보면 알 수 있듯이, 이론적 레이놀즈수의 범위는 층류는< 2100, 전이영역은 2100 < 4000, 난류는 4000

공학/기술| 2011.04.16| 21페이지| 10,000원| 조회(414)

화학공학실험, 레이놀즈의 수

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공업교재 연구및 지도법 레포트

Ⅰ 공업 화학 교육의 방향공업교육의 개념공업교육은 ‘공업 분야의 여러 직종에서의 직업적 유용성을 높이려는 목적에서 실시되는 교육’이다. 그리고, 공업 분야의 직업생활을 하는 데 필요한 교육이기 때문에 공업교육은 직업교육과 개념이 유사하다. 또한, 공업 교육은 기술적인 내용을 강조하기 때문에 기술교육과도 개념적으로 의미가 같다. 이 때문에 교육 현장에서는 물론, 사전에서도 이들 용어는 많이 혼용된다.공업교육은 ‘공업분야’에 관심을 둔 용어이지만, 직업교육은 ‘직업적 유용성’에 관심을 둔 용어이다. 그리고 기술교육은 ‘기술의 습득이나 숙련도를 높이려는 목적’으로 실시하는 교육으로, 교육내용에 관심을 둔 용어이다. 이와 같이 공업교육과 직업교육, 그리고 기술교육은 서로 혼용되지만 산업 영역과 교육 목적, 그리고 내용은 서로 다른 세 측면에서 접근하고 있는 것에 유의하여 살펴보아야 한다(1) 공업교육의 정의공업교육은 ‘공업에 관한 교육’으로 이에 관한 정의는 산업에서의 유용성과 직업적 목적에서 접근하려는 경우, 그리고 이 두 가지를 절충하여 접근하려는 경우로 구분할 수 있다. 공업교육은 이러한 세 가지 접근에서 정의되고 있으며 통일되지는 않고 있다.첫째, 공업교육을 공업 분야의 직업적 유용성을 높이려는 교육으로 정의하는 경우이다. 이러한 정의는 명칭의 의미에 가장 가까운 것이지만, 이에 포함된 내용은 매우 넣ㅂ으며 가장 포괄적인 표현이다.이 정의는 공업이란 산업을 강조하여, 공업 분야에서 생산적 활동을 하는데 유용성이 있는 교육을 공업교육으로 보려는 관점이다. 이 정의에서는 교육의 목적이나 수준과 같은 교육적 관점보다는 산업으로서의 공업 분야를 무엇보다 우선하여 접근하고 있다. 이 정의에서 공업 분야의 직업적 유용성에는 공업 기술과 보편적인 지식이 모두 포함되는 개념이다.따라서 이 개념에는 공업교육에 공업기술에 관한 교육과 많은 부분의 일반교육이 포함된다. 예를 들면 읽기, 쓰기, 셈하기 등도 공업 분야를 비롯한 모든 직업생활에서 성공하려면 꼭 필요하고, 직업생활에 공고수가 크게 늘어났는데 이것 역시 1970년대처럼 기능인력의 부족을 공고를 통하여 해결하려고 했기 때문이라고 할 수 있다.공업 화학 발달 과정과 현황(1) 공학 교육의 발달 과정오늘날 우리나라의 공과대학 기피현상이 생겨 우수한 성적으로 고등학교를 졸업한 학생들이 한의대학, 의과대학, 법과대학 등을 선호해 공과대학은 상대적으로 우수한 학생의 유치가 점점 어려워지고 있다. 공과대학 전공 과목들이 어렵고 수업 강도도 높은 데 반해서 졸업 후 근무 여건, 보수, 직업 안정성 등이 기대 수준에 미치지 못하는 것이 그 원인으로 생각된다.1) 공학 교육의 변천사1. 광복 이전1899년 중학관제가 공포됨에 따라 중학교에서도 농업·상업·공업 등의 직업교과를 가르칠 수 있게 하였는데 이것이 공업이 교과로서 설립된 시초라고 할 수 있다.우리나라는 광복 이전인 1904년 일제가 통감부를 개설하면서 교육정책은 커다란 굴곡을 격게 되었다. 일제의 교육정책은 우민화와 점진적인 동화정책을 목표로 삼고 있었고 그 일환으로 관공립 보통학교를 확장, 강화했고 일본어를 보급하였다.1906년 ‘보통학교령’을 공포해 수업연한을 4년으로 단축하고 그 후 관공립 보통학교의 확장에 나섰다. 이것은 일본이 자신에게 유리한 방향으로 민심을 수습하고 동화하는 데 목적이 있었다. 우리나라의 아이들을 식민정책에 무조건 복종하는 사람으로 만들겠다는 발상이었다. 한일강제합방(1910)다음해에는 우리 민족교육에 더 깊숙이 개입해 식민정책을 노골화 하였다. 1904년 일제는 우리나라가 설립한 관립 상공학교를 일종의 기능양성소인 공업 전습소로 격하시켰다. 이것은 한일 강제 합방을 앞두고 자신들이 부릴 수 있는 직공양산이 필요했기 때문이다. 공업 전습소에 설치된 학과는 염직, 도기, 금공, 목공, 응용화학, 토목 등인데 수학 연한은 2년이며 선발대상은 ‘공업을 경영하는 조선인의 자세’와 ‘장애 공업에 종사하려는 뜻이 분명한 자’였다. 신문에 나온 이 광고를 보고 많은 사람이 몰려들 정도로 공업 전습소는 선망의 대상이었다과학기술부에서는 과학 영재 발굴, 육성으로 과학기술혁신의 차세대 핵심리더를 양성하고 국가경쟁력을 강화하기 위해 과학영재 발굴, 육성 종합계획을 수립하였다. 이 프로그램은 모든 학생들을 대상으로 하는 것이 아닌, 과학에 재능이 있는 영재를 발굴, 육성을 위한 프로그램이다.한국산업기술재단의 청소년 산업기술 체험캠프가 있으며, 캠프에는 학생들의 교육 과정별 눈높이에 맞춰 수준별 체험이 가능하도록 태양열 자동차 만들기, 테크노올림피아 등 청소년들이 놀이 속에서 흥미로운 산업기술을 체험할 수 있도록 다양한 프로그램을 진행하고 있다. 마지막으로 한국공학한림원의 스쿨 S-Cool 연수가 있다. 이는 현직 과학기술계 교사들로 하여금 급변하는 기술과 산업에 대한 이해를 돕고자 개최되는 것이며 과학기술과 이공계 인력의 중요성에 대한 공감대를 형성하고 미래를 주도할 인재를 양성하는 데 기여하고자 한다. 그러나 공학전공 별 소개보다는 산업체 방문이 위주가 되는 프로그램이다. [4]공업화학 교육의 방향(1) 21세기의 공학교육과학기술은 20세기 말부터 급속하게 발달하기 시작하여 21세기에는 더욱 빠른 속도로 발전하고 있다. 모든 분야에서 다양한 기술들을 개발해 지속적인 발전이 가능하고, 무병장수하며, 인간이 언제 어디서나 모든 것을 편리하게 컨트롤할 수 있는 사회를 지속적으로 추구하고 있다. 또한, 첨단기술들 간의 융합을 통해서 기존의 기술이 가지고 있는 물리적 한계를 극복하고, 소비자의 다양한 욕구를 충족시키고, 편리하고 건강하게 살아가는 데 필요한 기술을 개발하여 확보하는 것이 곧 국가의 경쟁력이 되고 있다. 따라서 이러한 21세기형 선진 사회로 발전하기 위해서는 공학교육의 내용과 수준도 첨단과학 기술 발전 추이에 부응할 수 있어야 한다. 특히, 화학공학은 21세기 첨단기술 발전에 필요한 소재와 첨단 제품으로 생산되기까지의 제조공정기술을 다루는 학문 분야이기 때문에 그 어느 때보다 화학공학이 우리나락 21세기형 선진국가로 발전하는데 기여하기 위해서는 전통적인 방식의 화학공학교육에구조가 계속 변화되고 있어 이에 대한 정보와 변화에 적응하는 진로지도가 필요하다.④ 청소년들은 자신의 잠재 능력과 일의 세계를 잘 인식하지 못하고 있다.⑤ 계속 변화되어 가고 있는 교육 제도와 확대되어 가고 있는 직업 교육에 자신의 직업 기회를 어떻게 선정하고 준비하여야 하는가가 점점 어려워져 가고 있다.⑥ 학교에서 직업의 세계로 전환하는 과정에서 졸업하는 학생들이 어려움을 겪거나 실패하는 경우가 많다.⑦ 일에 대한 윤리관이나 가치관이 점점 바뀌어가고 있어 청소년들이 일에 대한 가치관을 정립하기가 어려운 경우가 있다.구체적으로 진로 지도의 필요성을 살펴보면 다음과 같다.① 진로 지도는 청소년들의 발달 과정에서 필요하다.② 학교 교육에서 진로 지도가 제대로 이루어지지 않고 있기 때문에 필요하다.③ 진로 지도는 자신의 삶의 길, 색깔, 형식을 선택하는 문제로 자신의 삶은 무엇을 위해 어떻게 가꾸어 나갈 것인가 하는 삶의 형식을 판단, 결정, 선택하는 행위 죽, 자아실현을 어떻게 이룰 것인가를 알려주는 인간 교육이기에 필요하다.④ 급변하는 사회에 대처해 나가기 위하여 필요하다.2) 직업 및 진로 지도의 목적과 활동1. 직업 및 진로 지도의 목적직업 및 진로 지도의 목적은 정의에서 설명한 것과 같이 진로 의식과 진로 관리 능력을 신장시켜 주는 것이다. 이러한 목적을 학생의 발달 수준에 따라 정리하면 다음과 같다.① 학생들이 자신의 자질과 능력을 분석하고 이해할 수 있도록 도와준다.(analyzing and under-standing their individual assets and liabilities)② 학생들이 일의 세계에서의 취업 기회와 요구 조건에 대하여 배우도록 도와준다.(learning about job opportunities and requirements in world of work)③ 학생들이 실제로 직업 선택을 할 수 있도록 도와준다.(making occupational choices that we realistic)④ 학생들이 선택한 직업에 필요지도서의 필요성에 대해 매우 긍정적으로 반응한 것과 관계가 있다고 생각되는데, 지도서의 활용은 불편 하지만 현장에서 지도서를 보완해 줄만한 자료가 교사들에게 충분히 제공되지 않기 때문에 나타나는 결과라고 생각된다. 그리고 수업 시간에 지도서를 많이 활용한다는 경향으로 보아 지도서의 내용 중 차시별 지도의 실제에서 ‘학습 활동 및 내용’ 을 주로 활용하는 것으로 생각된다. 또한 지도서를 자주 활용한다는 문항에 대해 몇 명의 교사들이 무응답 하였는데 이것은 문항의 내용에 대해 잘 이해하지 못한 것 같아 무응답한 것 같았다.본 연구는 과학과 교사용 지도서의 총론과 각론의 내용에 대한 교사들의 인식과 개선 방향을 조사하기 위하여 직접 제작한 설문지를 활용하여 그 결과를 분석하였다. 공업계 고등학교 공업화학과 교사용 지도서에 대한 인식과 지도서의 개선 방향을 알아보기 위해 첫째 교사용 지도서의 총론에 제시된 내용에 대하여 교사들 의 인식은 어떠하며 총론에서 더욱 강조할 영역은 무엇인가? 둘째, 교사용 지도서의 각론에 제시된 내용 에 대하여 교사들의 인식은 어떠하며 실제 활용 실태 는 어떠한가? 셋째 교사용 지도서의 개선 방향은 어떠해야 하는가? 라는 연구 문제를 해결하기 위해 공업계 고등학교 화학강사를 대상으로 조사를 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻게 되었다. 교사들은 교사용 지도서 총론 부분의 내용이 과학과 교육에 도움이 된다고 인식하고 있었지만, 총론 내용 이해 면에서 교사들 스스로 부족한 것으로 인식 하고 있어 총론 내용에 대한 교사들의 이해를 도울 수 있도록 총론 부분의 내용을 좀 더 구체적이고 자세히 안내해야 하겠으며, 특히 총론 부분에서 「과학과 교수 학습 활동 방법 및 평가」 영역이 더 강조되어야 할 영역으로 나타난 것으로 보아 이 부분이 더 자세히 안내되어져야 하겠다. 교사들은 과학과 교사용 지도서 각론의 각 부분이 과학과 지도 및 안내에 도움이 된다고 인식하고 있었으나, 각론 차시별 지도의 실제 부분인 「학습 활동 및 내용」에 제시된 내용이 교사들의하다.

교육학| 2011.04.16| 84페이지| 15,000원| 조회(271)

레포트, 공업교재 연구 및 지, 공업교재

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그래프에 맞추는 운동 물리 결과 레포트

결과 보고서실험 제목그래프에 맞추는 운동실험 일시학 번분 반이 름담당 조교결과 분석과정 2. 시간대 거리 그래프 일치1. 실험 목표에 대하여 간단히 기술하시오.시간-거리 그래프를 보고, 실험을 통해 그 그래프와 비슷한 그래프를 얻을 수 있다.2. 실험 결과 그래프를 넣으시오.3. 각 그래프에 각각의 위치에서 걸었던 방법에 대해서 설명하시오.1) 탐지기로부터 약 1m 떨어진 곳에서 탐지기를 보고 가만히 서 있다가, 뒤로 1.5m가량 걸어가서 탐지기로부터 2.5m 떨어진 거리에서 정지한 후 앞으로 약1m 정도 와서 정지해 섰다.2) 탐지기로부터 약 3m 떨어진 곳에서 탐지기를 바라보고서서 탐지기를 향해 약1m정도 걸어와서 정지하였다가 다시 1m 정도 다가와서 정지했다가 뒤로 3.5m정도 걸었다.4. 각 그래프에서 기울기의 의미를 설명하시오, 양과 음의 기울기의 차이를 설명하시오.그래프가 시간-거리 그래프이므로 기울기는 거리/시간, 즉 속도임을 알 수 있다.그래프의 양의 기울기는 거리/시간에서 시간이 증가할수록, 거리가 늘어난다는 것이므로, 속도가 +인 것을 알 수 있다. 그러므로 탐지기에서 사람이 멀어진다는 것을 의미하고, 그래프의 음의 기울기는 거리/시간에서 시간이 증가할수록, 거리가 줄어든다는 것이므로, 속도가 - 이므로, 탐지기에 사람이 가까워져 간다는 것을 의미한다.5. 각 그래프에서 기울기가 0인 경우 어떤 형태의 운동이었는가?그래프의 기울기는 거리/시간, 속도를 의미하기 때문에, 그래프가 0인 경우는, 시간이 변화했음에도 거리가 변하지 않았다는 것이므로, 사람이 정지해 있었다는 것을 알 수 있다.6. 각 그래프에서 기울기가 상수인 경우 어떤 형태의 운동이었는가?그래프의 기울기가 양수일 경우, 거리/시간이 기울기 이므로, 시간이 증가할수록 거리도 증가한 것이므로, 탐지기로부터 사람이 멀어지는 형태의 운동을 하는 것이고 기울기의 상수가 커질수록, 사람이 빨리 걷는 운동을 한다. 기울기가 음수일 경우, 시간이 증가할수록 거리는 감소하는 것이므로, 탐지기로 사람이 가까워지는 형태의 운동을 하는 것이고 기울기의 상수가 음수형태에서 작아질수록 사람이 탐지기로 빠르게 걷는 운동을 하는 것이다.7. 각 그래프에서 기울기가 변화된 경우 어떤 형태의 운동이었는가?기울기는 거리/시간 , 이므로 기울기가 커지면, 일정시간에 이동한 거리가 증가했다는 말이므로, 사람이 걷는 속도가 처음보다 빨라진 운동을 하고 있는 것이고, 기울기가 작아지면, 일정시간동안 이동거리가 감소했다는 말이므로, 사람이 걷는 속도가 처음보다 느려진 운동을 하고 있는 것이다.과정 3. 시간대 속도 그래프 일치1. 실험 목표에 대해서 간단히 기술하시오.시간-속도 그래프를 보고, 실험을 통해 그 그래프와 비슷한 그래프를 얻을 수 있다.2. 시간 대 속도 그래프를 이용하여 일치시켰던 각 그래프에 대한 시간 대 거리 그래프를 그리시오. 답을 확인하기 위해 LoggerPro에서 시간 대 거리 그래프로 전환한다.이 전환은 y축 레이블을 눌러, 보고 싶은 레이블을 선택한다.3. 시간 대 속도 그래프 밑 부분의 면적은 무엇인가?시간 대 속도 그래프의 밑 부분의 면적은 시간x속도 이므로, 이는 거리를 의미한다. 즉, 시간 대 속도 그래프의 밑 부분의 면적은 사람이 움직인 거리를 나타낸다.4. 시간 대 속도의 그래프에서 기울기가 0인 경우 어떤 형태의 운동이었는가?시간대 속도 그래프의 기울기는 속도/시간 이므로 이는 가속도를 나타낸다. 기울기가 0이라는 것은 가속도가 0이라는 것이므로, 결국 그 부분에서는 속도가 일정하단 소리 이므로,등속도 운동을 하는 것을 알 수 있다.5. 시간대 속도의 그래프에서 기울기가 0이 아닌 경우 어떤 형태의 운동이었는가?그래프의 기울기가 0이 아니란 것은 기울기가 양수이거나 음수였다는 소리이므로. 그래프의 기울기가 양수일 때는 일정시간동안 속도가 계속 증가했다는 소리이므로 사람이 걸음을 계속 빠르게 증가시키면서 걷는다는 것이고, 그래프가 음수일 때는 일정시가도안 속도가 계속 감소했다는 것이므로, 사람이 걸음을 계속 느리게 하면서 걸은 것이다.

공학/기술| 2010.04.19| 3페이지| 5,000원| 조회(925)

그래프, 맞추는 운동, 물리결과, 물리결과레포트, 그래프에 맞추는운동

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갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정 평가A+최고예요

결과 보고서실험 제목갈릴레오 실험과 경사면에서 중력가속도 측정실험 일시학 번분 반이 름담당 조교결과 자료과정 1. 고정된 경사각에서 시간 대 속도, 시란 대 거리1. 실험 목표에 대해서 간단히 기술하시오.운동감지기를 통해 구르는 공의 속도를 측정해 수학적 관계를 알 수 있다.2. 다음 표에 실험 결과를 기록하시오.결과 지점시간(s)속도(m/s)변화된 속도(m/s)11.100.429021.200.44860.019631.300.49710.048541.400.55890.061851.500.5259-0.033061.600.56620.040371.700.57400.007881.800.5680-0.006091.900.59450.0265102.000.65490.0604v-t그래프의 기울기0.2150평균가속도0.2510- 시간 대 거리 -체크1. 시간과 거리 그래프가 간단한 수학 곡선을 따라 나타나는가?일정구간에서 2차함수의 그래프를 따랐다.체크2. 곡선 또는 직선인가?2차함수의 그래프를 따랐으므로 아래로 볼록인 2차 곡선이다.과정2. 경사각에 따른 가속도의 변화1. 실험 목표에 대해서 간단히 기술하시오.구르는 공의 가속도를 측정해 공의 경사각과 가속도 사이의 수학적 관계를 알 수 있다.2. 다음 표에 실험 결과를 기록하시오.공시도높이 h경사면의 길이 xsin(?)가속도 (m/s2)평균가속도(m/s2)123113 cm1 m0.130.69510.97871.29900.6967218 cm1 m0.180.94211.05201.15300.9537323 cm1 m0.230.53971.14301.44501.1560428 cm1 m0.281.23501.26201.53701.2980533 cm1 m0.331.54601.76101.95701.6100결과 분석1. 위의 결과 값의 각 지점의 속도를 변화를 계산한다.위 표에 표기.2. 원리에 설명된 갈릴레오의 정의가 실험한 결과를 토대로 맞는지 설명해 보아라.크기와 무게가 다른 공이 경사면에서 굴러 내릴 때나 자유 낙하할 때나 같은 비율로 가속된다고 주장한 갈릴레오의 정의는 실험을 통해서 가속도가 공기의 저항 때문에 오차는 있지만 공기의 저항을 무시하면 갈릴레오의 정의는 맞다고 볼 수 있다.3. 경사면을 따라 움직일 때 가속도가 일정하다는 갈릴레오의 가정이 타당한지 설명해보아라.경사면을 따라 움직일 때의 가속도가 일정하다는 갈릴레오의 정의는 우리가 해본 실험의 결과로 보아 약간의 오차는 있지만 그 값들이 거의 비슷하다고 볼 수 있으므로, 갈릴레오의 가정은 타당하다고 볼 수 있다.4. 아래 식을 이용하여 평균 가속도를 구하여 보아라.∴0.25105. 시간 대 거리 그래프를 보았을 때 시간과 속도 그래프의 기울기를 맞추기 위한 상수 C 는 얼마나 되겠는가?C = 0.2670 ± 0.013886. 시간과 속도 그래프의 곡선에 가장 잘 맞는 함수가 있는가? 이 그래프에서 기울기는 무엇을 의미하는가? 그것의 단위는 무엇인가?시간-속도 그래프의 곡선은 구간을 지정했을 때 1차함수와 맞다. 이 시간-속도 그래프의 기울기는 속도/시간 이므로 가속도가 되고 이 가속도의 단위는 m/s2 이다.7. 삼각법을 사용하여 데이터 표에 있는 x, h(높이) 값에 해당하는 기울기 sin 값을 계산하시오.표에 기록하였음. (sin?=으로 계산을 할 수 있다)8. 각 기울기에서의 가속도 값에서 중력가속도를 계산해 보시오.중력가속도(g)=1)2)3)4)5)9. 추정 값이 자유낙하 가속도(g=9.8m/s2)와 잘 맞는가?잘 맞지 않는다.고찰고찰의 내용에 다음의 내용을 포함하여 기술하시오.실험 결과 우리가 추정한 자유낙하 가속도의 값은 9.8과 맞지 않았다. 약 4 ~ 5정도의 오차가 있었다.오차원인은 배구공으로 실험을 했기 때문에 배구공은 레일 위를 약간 비틀대면서 움직였고. 중간에 떨어졌을 때도 있었다. 그러므로 이 오차는 배구공이 앞으로만 굴러간 게 아니라 옆으로 굴러가면서 굴러갔다는 것에서도 볼 수 있다. 이를 개선하는 방법은 배구공의 크기에 적절한 레일을 만들어 사용하는 것이다.

공학/기술| 2010.04.19| 4페이지| 6,000원| 조회(2,146)

중력가속도, 갈릴레오 실험, 경사면, 물리결과, 물리결과레포트

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메틸메타나이트로벤조에이트 합성 평가B괜찮아요

[화학공학실험1]Methyl m-nitro benzoate합성과 목 명조학 번이 름담 당 교 수담 당 조 교실 험 일 자제 출 일 자ABSTRACT일반적으로 친전자성 방향족 화합물들은 치환반응을 일으킨다고 알려져 있다. 이러한 치환반응은 5가지 형태로 나뉘어 지는데 할로젠화 반응, 니트로화 반응, 술폰화 반응, 알킬화 반응, 아실화 반응이 그것이다. 이번 실험에서는 이 친전자성 방향족 화합물들의 치환반응 중 가장 중요하게 여겨지는 니트로화 반응을 이용하여 니트로벤젠을 합성하여 보는 것이다.이번 실험에서는 메틸 벤조에이트와 헥세인에 질산과 진한 황산을 섞어 니트로벤젠을 합성하고자 하였다. 이 실험에서 가장 주의하여야 할 것은 질산과 진한 황산을 메틸 벤조에이트와 헥세인에 넣어 줄 때에 온도를 15℃로 일정하게 유지시켜주는 것이다. 이렇게 반응 전, 후를 TLC판을 이용하여 생성된 것이 있는지 시간별로 확인하면서 실험을 한다. 그리고 생성된 니트로벤젠의 양을 측정하여 수율을 계산한다.이러한 과정을 통하여 측정한 수율은 94.15%로 이론적 값보다 높게 나왔지만, 실험과정에 있어서 오차의 원인으로 거름종이로 생성된 니트로벤젠을 걸렀을 때 니트로벤젠이 거름종이 끝으로 나와 걸러지지 않았다는 것과, 비커에 남아있던 니트로벤젠의 양을 모두 구할 수 없었다는 것이다.이러한 오차원인들을 조심한다면, 더 높은 수율에 도달하여 니트로화에 의한 니트로벤젠의 합성에 있어 더 나은 이득을 가져다 줄 것으로 예상된다.1. INTRODUCTION1.1. 실험목적니트로 반응을 통한 니트로벤젠을 합성할 수 있다.1.2 니트로 화합물좁은 뜻에서는 탄소원자에 니트로기가 결합한 화합물을 말하며, 니트로벤젠이 대 니트로기가 결합한 질산 에스더와 질소 원자에 니트로기가 결합한 니트로아민도 넓은 뜻에서 니트로화합물에 포함시키기도 한다. 이 경우 좁은 뜻의 니트로화합물을 C-니트로화합물, 질산 에스더를 O-니트로화합물, 니트로아민을 N-니트로화합물이라고 한다. 이 3종을 비교하면, C-니트로화합물이 화화합물은 일반적으로 노란색 또는 붉은색 물질이며, 방향족탄화수소에 진한 질산 또는 혼산(진한 질산과 진한 황산)을 반응시키면 얻어진다. 공업적으로 중요한 것은 방향족 니트로화합물이며, 화약(TNT·피크르산)·산화제 등으로 사용된다. 또 환원시키면 아민이 얻어지기 때문에 아민의 원료로도 대량으로 사용되며, 염료·의약 및 기타 약품의 원료로도 쓰인다. [1]용해도 분류에서 니트로 화합물은 MN류에 속한다. 산화제인 유기화합물들은 청색의 ferrous hydroxide를 갈색 ferric hydroxide로 산화시키는데 니트로 화합은 이러한 반응을 한다. 니트로 화합물들은 반응을 일으켜 지방족 혹은 방향족 아민이 된다. 동일 실험에서 얻어지는 화합물로는 hydroxyl armine, alkyl nitrate, alkyl nitrile 그리고 nitroso 화합물들이 있다. [2]1.3. 친전자성 방향족 치환반응(EAS)방향족 탄화수소는 일반적으로 아린(arene)이라고 알려져 있다. 아릴 그룹은 아린으로부터 수소 원자 하나를 제거한 것으로 Ar― 이란 부호로 나타낸다. 알케인을 RH로 표시하는 것처럼 아린은 ArH로 표시한다.벤젠계 아린의 특징적인 반응은 친전자체와 치환반응을 하는 것이다. 이반응을 일반식으로 나타내면Figure 1. 벤젠계 일반적 치환반응이다. 친전자체는 양이온 이거나 부분적인 양전하가 큰, 즉 전자가 부족한 어떤 다른 화학종들이다. 예를들어 벤젠은존재 하에서 브로민과 반응할 때 브로민화가 된다. 브로민과는 반응하여 양성인 브로민 이온를 생성한다. 이 양의 브로민 이온이 친전자체로 행동하며 벤젠 고리를 공격하여 수소 원자 하나를 치환하는 반응을 일으키는데 이것을 친정자성 방향족 치환반응(EAS) 또는 니트로화 반응이라 한다. [3]대부분의 중요한 방향족 화합물의 반응은 친전자성 방향족 치환이다. 이 반응에서 친전자체(electrophile)가 방향족 고리의 수소를 치환하면서 치환된 방향족 화합물을 생성한다. 가장 일반적인 예는 할로젠화 반응(hal를 들면, 메테인은 햇빛의 존재하 에서 염소와 반응하여 염화메테인, 이염화메테인, 삼염화메테인(클로로폼), 그리고 사염화메테인(사염화탄소)을 만든다.여기서 생긴 염화메테인은 염소와 계속적으로 반응하여 이염화메테인, 삼염화메테인, 사염화메테인을 만든다. 할로젠화알케인은 기름기를 제거하는 용제로,등은 에어컨의 냉매 등으로 널리 쓰이는 물질이지만 성층권의 오존층을 파괴하는 것으로 알려져 그 사용이 억제되고 있다.방향족 화합물의 할로젠화로써 대표적인 벤젠은 불포화 화합물이지만 공명으로 안정화되어 첨가 반응성보다는 치환 반응성이 크다. 벤젠에 염화알루미늄을 촉매로 써서 할로젠을 반응시키면 할로젠화벤젠을 얻는다.Figure 2. 벤젠의 브롬화 반응1.3.2. 술폰화 반응(Sulfounation)벤젠과 발연황상()의 반응은 벤젠술폰산(Benzene sulfonic acid)을 생성한다.Figure 3. 벤젠의 술폰화 반응이 반응에서는 친전자체는이거나이다. 벤젠은 다른 친전자적 치환 반응과는 달리 술폰화 반응은 물이 존재하면 쉽게 가역반응이 일어나며 약간의 속도론 적 동위원소 효과를 나타낸다. 즉 중소 수소화벤젠은 보통 벤젠보다 약 두 배 정도 느린 속도로 술폰화 반응을 한다. 또한 일반적으로 방향족 술폰산은 뇌막염 및 비뇨기 계통 감염치료제인 설파제(Sulfadrug)의 중간체이다.1.3.3. 니트로화 반응(Nitration)벤젠을 진한와 처리하면 니트로화 반응이 일어난다.Figure 4. 벤젠의 니트로화 반응질산과 황산의 혼합물이(nitronium ion)이라는 강한 친전자체를 생성한다. 방향족 고리의 니로화 반응은 합성에서 매우 유용한 반응이며, 니트로기는 환원반응에 의해 아닐린으로 전환이 된다. 계속해서 다른 반응을 진행해야 할 때는 아닐린의 1차 아민기는 아세틸기()로 보호하고 원하는 반응을 진행시킨 후 보호기를 제거하여 다시 아닐린으로 만든다.1.3.4. 아실화 반응(Acylation Reactions)Figure 5. 벤젠의 아실화 반응Friedel-Craftstitution)친핵성 방향족 치환반응은 할로알케인류의이나반응과 비슷하나 메커니즘 적으로 차이가 있고, 친전자성 치환반응과도 분명히 다른 반응 메커니즘을 따른다. 메커니즘에 따라 다음 몇 가지로 분류 할 수 있다.1.4.1. 카르보음이온 경유일반적으로는 벤젠고리에 강력한 전자 끄는 기가 존재할 경우 카르보음이온을 경유하는 치환반응이 가능하다 이 반응은 두 단계로 진행되는데 친핵체의 첨가로 카르보음이온이 형성이 되고, 이는 전자 끄는 기에 의해 안정화 된 후 할로젠 음이온이 제거되면서 다시 방향족 성을 이룬다.Figure 6. 친핵성 치환반응 메커니즘1.4.2 벤자인 경유고리에 전자 끄는 기가 없을 때는 강염기에 의해 다음과 같은 반응을 한다.Figure 7. 벤자인을 경유한 치환반응중간체로 삼중 결합을 하는 구조를 경유하게 되는데 벤자인을 경유하는 증거로 탄소하나가 동위 원소로 치환된 벤젠을 사용하면 두 종류의 생성물을 얻을 수 있다. 벤자인의 구조는 알카인과는 다르다. 벤자인의 삼중결합은 탄소는 시그마 결합과 p-p결침으로 되어있다. 또한 에너지 적으로 불리한 고리의 결합각으로 인해 바응성이 매우 크다.1.4.3. 벤젠 다이아조늄염Figure 8. 벤젠다이아조늄염을 이용한 치환반응아닐린은dyddordptj 차가운 아질산과 반응하여 염화아릴 다이아조늄이온()을 생성한다. 이 호합물은 이탈기가 매우 안정한 질소의 형태로 제거가 될 수 있으므로 친핵체와 쉽게 반응하는 반응성이 큰 물질이다. 이러한 친핵성 치환 반응은 아릴양이온을 경유하는 반응이다. [4]2. EXPERIMENT2.1. 실험기구100mL 이구 둥근바닥 플라스크, 온도계, 비커, 피펫, 눈금 실린더, 100mL 삼각플라스크, 감압 플라스크, 자석 젓개 및 가열 판, 자석 스핀 파, 높낮이 받침대2.2. 실험시약메틸 벤조에이트(Methyl benzoate), 황산(), 질산(), 메틸 메타-니트로 벤조에이트(Methyl m-nitro benzoate)2.3. 실험방법실험기구와 실험시약을 준비한 후에 1라스크의 용액이 어느 정도 차가워지면 질산과 진한 황산을 섞은 용액을 피펫을 이용하여 1mL씩 채취하여 조금씩 넣었다. 둥근바닥 플라스크는 용액의 온도가 15℃가 넘지 않도록 주의하고 시간에 따른 반응진행 정도를 확인하기 위해 TLC를 이용했다. 30분, 15분, 5분, 5분, 3분, 2분, 2분 간격으로 반응 전 용액과 비교하여 반응진행 정도를 확인하였다. 이 때 전개용매는 에틸 아세테이트와 헥세인을 1 대 4로 섞은 용액을 사용한다. 반응이 완료되었음을 확인한 후, 100mL 비커에 잘게 부수어진 얼음 25.0g 을 준비하여 반응 혼합물을 부었다. 이 과정에서 희색의 고체가 형성되는데 고체가 다 형성되면 감압 플라스크를 이용하여 감압하고, 얼음물 15.0mL와 메탄올 5.0mL를 섞은 용액으로 씻어줬다. 감압과정을 통해 얻어낸 고체의 소량을 에틸 아세테이트에 녹인 것과 모액을 TLC를 찍어 비교해 본 후 얻어진 고체를 하루 정도 말린 후 무게를 재서 수율을 구했다.3. RESULTS & DISCUSSION3.1. Raw DataTable 1. Raw Data 1 무게물질무게막자사발 + 거름종이 + 고체81.627g막자사발76.506g거름종이 + 고체5.121g거름종이 + 고체5.121g거름종이1.010g고체4.111gTable 2. Raw Data 2 온도변화용액온도메틸 벤조에이트 + 헥세인20℃100mL 이구 둥근바닥 플라스크의 용액(메틸 벤조에이트 + 헥세인 + 진한 황산)24℃100mL 이구 둥근바닥 플라스크의 용액+100mL 삼각플라스크(진환황산+진한질산)11℃로 유지3.2. 관찰내용3.2.1. 관찰1 : 반응시간, 사용한 시약의 양두 용액 메틸 벤조에이트와 헥세인을 섞은 후 두 물질이 충분히 반응 할 수 있게 했다. 약 한시간정도 소요되었다.Table 3. 사용한 시약의 양시약명Methyl Benzoate (C6H5COOCH3)Hexane (C6H14)사용량(mL)3.0 mL20.0 mL사용량(g)3.3 g13.1 g사용량(mol)0.0241 mo었다.

공학/기술| 2009.05.20| 15페이지| 10,000원| 조회(2,350)

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