일반물리실험 A+자료 기압변화에 따른 현상 결과레포트

소개글

일반물리실험 A+자료 기압변화에 따른 현상 결과레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 기구의 이해
2. 기압에 의한 물체의 변형

3. 압력에 따른 온도 변화

4. 압력에 따른 끓는점의 변화

discussion

본문내용

하면 압력이 낮아질수록 끓는점은 올라가는가, 아니면 내려가는가? 그 이유를 설명해보라.
예비보고서에서 설명했던 것처럼 압력이 낮아져서 더 적은 열로도 물 분자가 충분히 활발해질 수 있게 되고, 더 낮은 온도에서 물이 끓는다.
(2) 위의 그래프(증기압력곡선)에 의하면 100도에 못 미치는, 약간 식어버린 물이라도 압력만 바꿔준다면 다시 끓게 만들 수 있다! 전기 주전자로 데운 뜨거운 물을 용기 안에 넣은 후 압력을 낮추어 물이 끓게 만들어보라.
-대기압에서 0.05기압을 낮춰줬을 때 83.6도에서 물이 끓는 것을 확인 할 수 있었다.
(3) 이 실험장치를 사용하면 기압과 물의 온도를 동시에 잴 수 있으므로, 증기압력곡선의 일부를 직접 측정해볼 수도 있을 것이다. 시도해보라.
기압의 기준은 대기압이 0이다. 온도는 섭씨온도이다.
기압
0
-0.04
-0.05
온도
71.4
76
83.6
->증기기압곡선의 일부를 나타냈다.
* 높은 산에 올라가 기압이 0.8 기압이 되었다고 가정하자. 그럼 물은 몇 도에서 끓게 되겠는가? 아무리 가열을 해도 물을 끓는 점 이상으로 올릴 수 없으므로 쌀이 설익게 된다.
기압이 낮아지면 물은 점점 낮은 온도에서 끓게 된다. 따라서, 흔히 엔지니어들에게 통용되는 계산식인 끓는점 t = 100 * root(root(p))을 적용하여 계산하면, 100*(√√(0.8)) = 94.5741609003
약 94.5에서 끓음을 알 수 있다.
discussion
산에서 밥을 지으면 밥이 설익는다는 초등학교 때 들었던 과학적인 지식을 실제로 실험으로 확인해본 것은 처음이었다. 압력을 낮추었을 때 100도씨보다 훨씬 낮은 온도에서 물이 끓는다는 것은 알고 있었지만 내눈으로 보고나니 무척이나 놀라웠다.
실험 3을 진행하던 중에 에어컨이 켜지면서 예상치 못한 변수가 생긴 것 같다. 에어컨 바람이 온도계에 직접적으로 오면서 전에 실험값과 비교했을 때 온도가 터무니없이 많이 떨어져 실험값이 약간 부정확한 측면이 있는 것 같다. 하지만 그 점을 제외하고는 다른 과정은 잘 진행되어서 마지막 실험을 성공적으로 끝마쳤다.
한학기동안 열심히 해준 조원들에게 고맙고 실험을 하면서 항상 많은 도움을 주셨던 조교님께 감사의 말씀을 드리고 싶다.
이번 실험에서 온도를 재는 것은 끓는점을 측정 한다던가 등적일 때 내부의 압력을 증가시킴으로써 압력과 온도의 상관관계임을 봐야하는 상황에서 간단하지만 매우 중요한 과정이다.
그럼으로 내부의 열과 외부의 열이 이동이 안 되는 단열 과정이 필수적인 사항이었다.
하지만 시설의 미비로 실험시 단열과정을 하지는 않았지만 내부와 외부의 열교환이 최소한의로 이루어져야 했다. 그러나 이번실험에서는 27도이었던 실험실 내부의 온도가 23도 까지 떨어지는 등 실험실 온도를 일정하게 유지하지 못하였다. 이러한 점이 이번 실험의 오차의 원인이 되었다.
이를 해결하기 위해서는 실험시 감압기 내부와 외부의 열교환이 차단되는 단열장치를 설치한 이후에 실험을 진행해야 한다.
이번 실험 내용은 중학교 때부터 익히 배워왔던 기압에 따른 물체의 변화에 관한 내용이었다. 기압이 낮아지면 물체가 팽창하고 끓는점이 낮아진다는 예전부터 익히 배워 온 내용이라 실험하는데 예측대로 결과가 나오고 수월하게 실험이 진행되었다. 다만 이번에 처음 알게 된 내용은 기압과 소리의 크기에 관한 관계였다. 실험을 해 본 결과, 미묘한 차이긴 했지만 기압이 줄어들면 소리가 줄어들었다.
결과 레포트를 작성하면서 공기 밀도 차이 때문에 소리 크기 변화가 생기고 밀도가 커지면 공기에 의해 전달되는 소리의 크기가 커지는 걸 알게 되었다. 하지만 기압 변화에 비해 소리 크기 차이가 별로 큰 것 같지 않아서 찾아본 결과 실험에 살짝 설계 오류가 있었다. 핸드폰을 바닥에 두면 소리가 용기에 닿아서 소리가 공기가 아닌 용기를 통해 전달이 되어 소리가 기압이 낮아졌어도 잘 전달 된 것이었다. 그래서 보통 오차를 줄이기 위해서 실로 핸드폰을 매단 후에 실험을 한다.
또한 기압에 따른 온도 변화 실험을 하면서 화학수업과 물리시간에 배워 익히 알고 있는 이상기체방정식 를 적용해 볼 수 있는 시간을 가질 수 있어서 좋았다. 비록 완전히 이상기체상태는 아니었지만 위의 식에 따라서 온도가 압력에 따라 변화 하는 것을 볼 수 있었다. 실험 내용을 정리해 보면서 전체적으로 실험이 쉽고 간단했지만 이 실험으로 기압에 관련하여 많은 내용을 다시 복습하고 새로 알 수 있어서 의미 있는 실험이었다고 생각이 들었다.

키워드

일반물리실험,   일물실,   기압변화