일반물리학실험 | 액체의 비중 측정

 

 

 

TIP

 

 

Hare장치를 이용하여 물의 밀도를 기준으로 다양한 액체의 비중을 측정한다.

 

 

물질의 상태는 크게 세 종류로 구분딘다. 고체, 액체 그리고 기체가 그것이다. 특히 액체와 기체는 유체로 고체와 달리 유체를 구성하는 질점들의 위치가 고정적이지 않고 유동적이기 때문에 고체와 다른 다양한 성질들을 가지게 된다. 본 실험에서는 물의 밀도를 기준으로 한 임의의 액체의 비중을 정의 및 측정하는 것이다. 질량, m인 물질의 밀도는 다음과 같이 정의된다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 증류수와 비중을 알 수 없는 액체를 담은 두 비이커를 위의 그림과 같이 Hare장치 아래 놓는다. 이 경우 유리관이 액체에 충분히 잠기도록 한다.

 

2) U자관 끝에 연결되어 있는 피펫 필러(pipet filler)를 이용하여 유리관 내의 공기를 가능한 많이 제거하여 수주가 높이 올라갈 수 있도록 한다.

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3) 이 시점에서 두 액체의 높이 h₀, h₀’를 측정한다.

 

4) 피펫 필러를 이용하여 유리관 내에 공기를 주입하면서 수주가 낮아지도록 한다.

 

5) 공기주입에 의한 압력 증가로 낮아진 두 액체의 높이 h, h’를 측정한다.

 

6) 피펫 필러를 이용하여 공기의 주입 양을 증가시켜가며 4), 5) 과정을 여러번 반복한다.

 

7) 측정값과 식 (6)을 이용하여 주어진 액체의 밀도 및 비중을 계산한다.

 

8) 실험 전후에 각 비이커에 담겨있는 액체들의 온도를 측정하여 평균값을 구한다.

 

9) 평균온도에 대한 밀도를 구한다.

 

10) 그래프를 이용할 경우 증류수의 수주의 높이는 세로축에, 그리고 시료에 대응되는 액체의 수주의 높이는 가로축에 각각 나타낸 다음, 그 그래프의 기울기(tanθ)를 구한다.

 

11) p’=ptanθ와 기울기를 이용하여 주어진 액체의 비중을 구한다.

 

 

 

[일반물리학실험]액체의 비중 측정 레포트