실험제목Ⅳ-7 액체의 표면장력 측정비고실험목적Jolly의 용수철저울로 액체의 표면장력을 측정한다.실험일시2007년 3월 22일 목요일실험조원실험기구 및 재료Jolly의 용수철저울1, 캘리퍼1, 온도계1, 원형고리1, 비커(250mL)1, 마이크로미터1.실험이론◎ Hook의 법칙을 이용하여 용수철저울의 힘 상수 k를 구한다.◎ 표면장력 공식내경과 외경이 각각 2r2, 2r1인 원형 고리를 액면에 접촉시켰다가 다시 서서히 끌어올리면 액체는 고리에서 곧 떨어지지 않고 따라 올라가다가 어느 정도의 높이에 도달하면 고리가 액면으로부터 떨어진다. 이 때 끌려 올라간 액체의 높이 h와 용수철의 탄성력 mg를 측정하면 액체의 표면장력을 구할 수 있다.(ρ는 t℃때의 액체의 밀도)T에 대해 정리하면,원형 고리의 두께가 아주 얇을 경우 r1?r2로 봐도 무방하므로로 하여도 된다.데이터◎ 용수철 상수 구하기분동(g)분동증가시의 눈금(cm)분동감소시의 눈금(cm)눈금의 평균(cm)107.57.67.61110.510.610.61213.513.513.51316.416.516.51419.119.119.1◎ 분동의 질량증가에 따른 평균 눈금의 변화■ 용수철의 1cm 늘어난 길이에 상당하는 추의 질량 M, 즉 용수철의 감도는 얼마인가?3 2.95 2.95 3.05에서 평균값 : 2.992.99cm : 1g = 1 :에서는 0.335g■ 분동의 무게를 dyne으로 구하고, 용수철 저울에 작용한 힘과 용수철이 늘어난 길이의 관계를 구하자.▷ 용수철 저울의 힘의 상수 k는 얼마인가?◎ 물기둥 높이 구하기횟수12345h1h2평균h=h2-h11.6921.251.5881.7342.0321.629■ 실험을 시작 할 때의 온도 t1과 실험이 끝 났을 때의 물의 온도 t2는 각각 얼마인가?■ 실험하는 동안 물의 평균 온도는 t는 몇 ℃인가?■ 온도 t℃의 물의 밀도 ρ는 얼마인가?■ 물기둥의 높이 h의 평균은 몇 cm인가?■ 원형 고리가 물 표면으로부터 떨어지기 시작하는 순간의 눈금의 평균은 얼마인가?1.6285cm■ 그러면 물표면 으로부터 떨어지기 시작하는 순간의 눈금의 평균은 얼마인가?1.6285cm■ 물의 표면장력에 의해서 늘어난 길이에 해당하는 분동의 질량 m은 얼마인가? 계산값과 그래프에서 내삽하여 구한 값을 비교하여 보아라.1 : 0.355 = 1.6285 :
제 목기체의 확산 속도실 험 날 짜2006. 10. 13(금)실 험 조김대중, 김용실, 김조은실 험 목 표① “기체가 확산되는 속도는 그 분자량에 의존한다는 것을 분자운동론으로 알 수 있다.② 기체의 확산속도는 그 분자량이 제곱근에 반비례하는데 이를 ”그레이앰(Graham)의 법칙“이라 한다.③ 이 실험을 통해 ”그레이앰의 법칙“을 설명할 수 있다.실험도구 및시 약? 기구 : 유리관(지름1.5cm, 길이50cm), 자(길이9cm), 탈지면, 핀셋, 고무마개(2개), 스탠드, 클램프? 시약 : 진한 염산, 진한 암모니아수실 험 이 론■ 그래이엠의 법칙기체의 분출 속도는 몰 질량의 제곱근에 반비례한다. 즉 분자가 가벼우면 가벼울수록 더욱 더 빨리 분출한다.■ 기체의 확산(gas diffusion)분자의 충돌이 일어나는 과정에서 무질서한 운동에 의해 기체 분자들이 섞이는 현상을 말한다. 예를 들어 방안에 뚜껑이 열린 향수병에 의해 방안 천체에 향기가 도는 현상이나 물에 설탕을 넣고 저어주지 않아도 어느 곳의 맛을 보든 단맛이 나는 현상을 말한다.■ 기체의 분출 (gas effusion)분자의 충돌이 없이 작은 구멍을 통해 기체가 달아나는 현상을 말한다. 예를 들어 고무풍선이나 타이어 따위에 작은 구멍이 나서 공기가 새어 나오는 현상과 같이 작은 구멍으로 기체가 달아나는 현상을 말한다.■ 기체의 평균 속력기체의 평균속력의 유도과정Lum위의 그림에서처럼 한 변의 길이가 L인 정육면체 안에서 질량 m인 입자가 운동하고 있다고 할 때,입자의 운동량의 변화 △P는즉, 기체의 속력은 분자량의 제곱근에 반비례함을 알 수 있다.이 때, 어떤 기체1과 기체2의 속도 비는이다.이번 실험은 확산하는 기체가 유리관 내의 어느 지점에서 만나고 반응을 한다. 동시에 출발한다는 가정 하에 이들의 속도 비는 곧 이동거리 비로 나타내도 무방하다. 즉,따라서, 실험에서 측정되는 d값으로 기체의 속도 비를 알 수 있다.실 험 방 법준비한 유리관을 평행하게 스탠드에 고정시킨다. 한 개의 솜뭉치에는 진한 염산을 묻히고, 다른 솜뭉치에는 진한 암모니아수를 묻힌다. 두 솜뭉치를 동시에 각각 유리관 양 끝에 넣고 고무마개로 잘 막는다. 유리관을 관찰한다.흰 고리가 생기는 것이 관찰 되면, 솜뭉치 중심부로부터 흰 고리까지의 거리를 측정하여 기록한다. 그 data를 가지고 거리 비를 계산하고, 이론값과 비교하여 오차를 계산한다.그 계산법은 다음과 같다.■ 이론값이론값은 그레이앰의 법칙에 의해 아래와 같다.■ 오차확인실 험 결 과결 과 값1회2회염산의 확산거리 cm1818암모니아의 확산거리 cm2929암모니아의 확산거리 / 염산의 확산거리 (실험값)1.611.611.471.479.529.52유 의 사 항① 실험에 쓰인 시약인 진한염산과 진한암모니아수는 유독성이므로, 기체를 흡입하지 말고, 통풍이 잘 되는 곳에서 실험을 실시해야 한다. 진한 암모니아수 기체는 어쩌다 냄새를 맡아봤는데 매우 안 좋다.② 시약이 손이나 팔등에 묻었을 경우 즉시 흐르는 물에 씻어내고, 심할 경우 병원에 간다. 특히 염산의 경우 옷에 튀길 경우 옷에 구멍을 뚫고 살갗으로 침투할 수도 있으므로 시약을 다룸에 있어 주의를 요한다.③ 시약을 뭉친 솜뭉치를 유리관에 넣을 때 최대한 동시에 넣어서 실험의 오차를 줄여야 한다.④ 실험을 할 때 유리관 안에는 물기나 증기가 있어서는 안 된다. 시약이 물과 반응을 하기 때문에 되도록 물기를 제거하고 드라이기를 통해서 잘 말리는 것이 중요하다.
