화공기초실험 | 고체의 진밀도

 

 

 

TIP

 

 

1. 고체 입자 사이의 공극을 포함한 겉보기 밀도를 벌크밀도라 한다. 이 공극을 액체로 치환하면 공극을 측정할 수 있다.
2. 이 실험에서는 Gay-Lussac형 피크노미터를 사용하고 순수한 물로 공기를 치환하여 흔히 구할 수 있는 흙의 진밀도를 측정한다.
3. 고체 시료의 비중이 물보다 가벼울 때는 다른 액체를 사용해야 할 것이다. 또 실리카겔처럼 흡습성인 것은 건조 조건에 따라 밀도가 달라지므로, 건조시의 온도, 시간 등을 명시하고 취급에 주의하여야 한다.

 

 

 

비중병을 사용하여 질량을 측정함으로써 다음과 같이 고체의 진밀도를 구할 수 있다.

ρ_s= 고체의 진밀도[g/㎤], mp = 비중병의 질량[g]

mρ_w= 액체를 채운 비중병의 질량[g], mρ_s = 고체를 채운 비중병의 질량[g]

mρ_sw= 액체와 고체를 채운 비중병의 질량[g], ρ_w = 액체의 밀도[g/㎤]

이 식은 공기의 부력을 무시한 근사식이다. 한 편 실험에서는 공극 중의 기포를 완전히 제거하는 것이 중요하다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 실험장치를 조립한다.

 

2) 고체 시료(흙)를 잘 세척하여 항량이 될 때까지 건조한다.

 

3) 비중병을 잘 세척하여 칭량한다.(mp)

 

4) 비중병에 순수한 물을 채우고 항온조 안에 약 15-20분 담가서 일정한 온도(25℃)가 되게 한 다음 꺼내어 외부의 물을 완전히 닦아내고 칭량한다.(mρ_w)

 

5) 시료를 넣은 비중병을 그림과 같이 진공장치 안에 넣고, 공기가 새지 않도록 밑면에 그리스나 파라핀을 잘 발라서 밀봉한다.

 

6) 콕 A를 열고 진공장치를 작동시켜서 비중병 안의 공기와 시료페 부착된 공기를 충분히 제거 하고, 이때의 압력을 기록한다.

 

7) 약 5-10분 후에 뷰렛의 콕 B 를 열어서 뷰렛안의 물을 소량씩 비중병에 주입하여 채운다.

 

8) 물을 충전시킨 비중병을 항온조 안에 약 15-20분 담가서 일정한 (25℃)가 되게 한 다음 꺼내 어 외부의 물을 온전히 닦아내고 칭량한다.(mρ_sw)

 

9) 동일한 시료에 대하여 3회 이상 측정하여 평균치를 구한다.

 

 

 

[화공기초실험] 고체의 진밀도 레포트