표면장력의 측정

소개글

표면장력의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험기구

2. 실험 목적

3. 실험 이론

4. 실험 방법
4-1. 기기 및 장치 setting
4-2. Data-Studio program setting
4-3. Data Recording
4-4. Analyzing the Data

5. 질문

6. 실험 결과

본문내용

나 실제로 표면장력은 완전히 아래쪽 방향이 아니기 때문에 식 (2)의 오른쪽은 실제로는 더 작은 값이다. 또 한편으로, 고리의 위의 압력과 액체표면 부분의 압력이 다르므로 이 효과에 의해 (식 2)의 오른편은 더 큰 값이어야 한다. 실험적으로는 이러한 효과를 고려하여 실제 표면장력 값은 (식3)과 같다.
(식3)
(보정계수 는 고리의 둘레, 고리의 두께, 액체의 밀도, 액체가 밑으로 잡아당기는 힘등에 관계된다.)
[그림 3. 표면장력의 보정계수]
※ 이 외에 모세관 현상이나 평평한 판위에서 액체방울의 모양을 이용해서도 표면장력을 구할 수 있다.
4. 실험 방법
4-1. 기기 및 장치 setting
(1) 다음과 같이 실험장치를 설치한다.
의 측정이 어렵기 때문에 이론의 (식3) 에서 고리의 내경과 외경이 비슷하다
고 가정하여, 가 들어가는 항을 제거하여 실험할 수도 있다.
4-2. Data-Studio program setting
(1) Force Sensor를 다음과 같이 연결한다.
(2) 10g 추를 Force Sensor에 달고 Data Studio로 힘의 크기를 측정한다. 무게를 올리기 전 take reading을 누르고 value를 0, 올린후 take reading, value=9800으로 Calibration한다. (이 과정의 의미는 무엇인가?)
4-3. Data Recording
(1) 힘센서의 고리에 실을 걸고 실 끝에 평형을 맞춰 금속고리를 연결한다
(2) 비커에 물을 채우고 높이조절대를 조절하여 고리의 밑면과 물의 표면이 닿게 조절한다.
(3) Start버튼을 누르고 조절대를 천천히 돌려 고리를 물의 표면에서 서서히 끌어올린다.
(4) 고리가 표면에서 떨어지면 Data Studio의 기록을 중지하고 실험실의 온도 및 고리의 내경과 외경, 끌어올린 높이를 측정하여 표면장력 값을 구하도록 한다.
(5) 이 과정을 반복하여 평균값을 얻어 이론값과 비교해 본다.
4-4. Analyzing the Data
(1) table을 클릭하여 테이블 화면을 연다. 그래프에서 노이즈를 피해 마우스를 드래그하여 데이터를 선택하면 우측 그림과 같이 테이블의 데이터가 선택된다. 이 데이터를 프로그램을 이용해 평균을 내고 그 값을 구해낸다. 이렇게 얻은 두 값이 차이로 그래프의 표면장력 측정값을 보정한다.
(2) 아래 왼쪽 그림은 프로그램으로 평균을 구한 것이고 오른쪽 그림은 표면 장력 측정시의 데이터이다. 위 (1)의 방법과 같은 방법으로 금속고리가 물의 표면으로부터 떨어지기 전과 떨어진 후의 값 차이를 구하면 이 값이 바로 표면 장력에 의한 이다.
5. 질문
(1) 실험실의 온도와 물의 온도가 다름으로 생기는 오차에 대해 생각해 보라.
(2) 물방울이 유리 표면과 양초를 바른 종이 위에 있을 경우 그 모양은 어떨지 생각해 보라.
(3) Graduated Cylinder에 물과 수은을 넣었다. 표면에서의 모양은 각각 어떻게 되겠는가?
(4) 만약 이 실험에서 비눗물을 사용한다면 보통의 증류수와 비교해 볼 때 표면장력이 어떻게 측정이 되겠는가?
(5) 액체의 온도가 높아지면 표면장력은 낮아진다. 왜 낮아지는가?
6. 실험 결과
고리1)
표면장력에 의해 늘어난 길이(기온: ℃ 기압: mmHg)
회수
고리가 떨어질 때의 값
고리가 떨어진 후의 값
값의 차
1
Dyne
Dyne
Dyne
2
3
4
5
평 균(F)
표면장력에 의해 변동된 값 F
Dyne
물의 밀도 ρ
g/cm3
보정계수 G
고리의 내반경 r1
cm
고리의 외반경 r2
cm
실험실 온도 t
℃
표면장력 [식 (3)]
Dyne/cm
표면장력 (표 1)
Dyne/cm
T20+0.154(20℃ - t℃)= TROOM
오차
%
온도(℃)
0
10
20
30
40
표면장력(dyne/cm)
75.64
74.22
72.75
71.18
69.56
고리2)
표면장력에 의해 늘어난 길이(기온: ℃ 기압: mmHg)
회수
고리가 떨어질 때의 값
고리가 떨어진 후의 값
값의 차
1
Dyne
Dyne
Dyne
2
3
4
5
평 균(F)
표면장력에 의해 변동된 값 F
Dyne
물의 밀도 ρ
g/cm3
보정계수 G
고리의 내반경 r1
cm
고리의 외반경 r2
cm
실험실 온도 t
℃
표면장력 [식 (3)]
Dyne/cm
표면장력 (표 1)
Dyne/cm
T20+0.154(20℃ - t℃)= TROOM
오차
%
온도(℃)
0
10
20
30
40
표면장력(dyne/cm)
75.64
74.22
72.75
71.18
69.56

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표면장력,   Data-Studio program setting,   표면장력의 원리