Jolly 용수철 저울을 이용하여 액체의 표면장력을 측정한다.
점성
점성이란 물분자가 상대적인 운동을 할 때 분자간, 혹은 물 분자와 고체경계면 사이에 마찰력을 유발시키는 물의 성질을 말하며 이는 물분자간의 응집력 및 물분자의 다른 분자간의 점착력 등의 상호작용에 의하여 나타난다.
물 내부에 상대운동이 있으면 점성 때문에 경계면에서 운동에 저항하는 내부 마찰이 작용하여 상대운동은 차차 감소한다. 이와같이 유체의 점성 때문에 받는 힘을 점성력이라 한다.
[그림]과 같이 두 장의 수평판 사이에 유체가 채워져 있을 때 이 판에 일정한 수평방향의 힘 F를 가하면 판은 가속되다가 곧 일정한 속도U를 가지게 된다.
움직이는 면에 접촉하고 있는 액체는 면과 같은 속도를 가지게 되고, 정지한 면에 접촉하고 있는 액체는 움직이지 않으므로 속도의 분포가 생긴다.
기름등은 점성이 풍부하고 일반적으로 액체가 기체보다 점성이 크다. 물의 점성은 온도에 따라 그 크기가 변하게 된다. 즉 온도가 0℃일 때 점성이 가장 크며, 온도가 높아질수록 점성은 작아진다. 점성의 크기를 나타내는 고유의 상수를 점성계수 또는 동점성계수(점성계수를 밀도로 나눈값)로 표시한다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 고정나사 A, V를 사용하여 H, I, D가 일직선상에 놓이도록 조절한다. 이때 비이커 받침대 D는 가능한 아래쪽으로 위치하도록 한다.
2) 비이커 받침대 D 위에 수준기를 올려놓고 수평조절나사 L을 돌려 수평이 되도록 조절한다.
3) 고정나사 C를 조절하여 용수철 끝에 달린 지침이 I의 유리관 중심을 통과하도록 용수철지지대 H의 길이를 조절한다.
4) 지침끝에 분동접시를 매달고 나서, 지침의 눈금과 유리관에 그어진 눈금이 일치하도록 I의 위치를 조절한다(이때 내부튜브 V는 아래로 내려져 있어야 한다. 질량이 증가하면서 내부튜브가 위로 움직일 수 있는 여유가 많아야 하기 때문이다).
5) 분동접시 위에 1g의 추를 올려놓고 나서, 높이조절핸들 K를 돌려 지침과 유리관에 그어진 눈금이 일치할 때까지 돌린다. 이때의 눈금과 질량을 기록한다.
6) 분동접시 위에 2g의 추를 올려놓고 위의 과정을 반복한다(1g 추와 2g 추를 조합하여 1g～6g까지 질량을 변화시키면서 실험한다). 추를 1g씩 감소시키면서 위의 실험을 반복한다.
7) 위 결과의 평균값으로부터 Hook의 법칙을 이용하여 용수철 상수 k를 계산한다.
8) 분동접시를 제거하고 표면장력용 고리를 매단다(고리는 표면이 깨끗하고 이물질이 없도록 깨끗이 씻어져 있어야 한다).
9) 비이커에 액체시료(물)를 채운 후 B를 조정하여 고리가 물의 표면에 닿기 직전까지 올린 다음 고정한다.
10) 높이조절핸들 K를 천천히 돌려 원형고리가 액체의 표면에 닿는 순간 멈추고, 그때의 눈금을 읽는다.
11) 다시 K를 조절하여 고리를 표면에서 위로 서서히 잡아 당긴다. 고리가 표면에서 완전히 떨어질 때의 저울의 눈금을 읽는다. 이 과정을 5번 반복한다.
12) 실험실의 온도를 측정한다.
[일반물리학실험]Jolly 튀게 저울에 의한 표면장력 측정 레포트
본 실험의 오차는 우선 추의 무게에 있는 것 같다. 실험을 하기전에 추의 무게를 재보았더니 5g짜리의 추는 5g으로 무게가 맞았지만 1g이라 써져있는 추는 실제로는 1.2g이었다. 그 결과 평균 눈금
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