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  화공기초실험 | 양이온 교환 크로마토그래피 TIP 양이온 교환 수지를 이용하여 양이온의 농도를 측정한다. 이온교환수지란 합성 수지에 해리성의 기능기가 붙어있는 것으로, 그 기능기는 용액 중의 이온과 반응하여 그 이온은 붙들고, 갖고 있던 같은 부호의 다른 이온을 용액으로 돌려보낸다. 기능기는 양이온을 교환할 수 있는 것과 음이온을 교환할 수 있는 것으로 나누어진다. 전자의 기능기를 갖고 있는 수지를 양이온 교환수지라고 한다. 이 수지는 약산형의 -COOH 혹은 강산형의 - SO3H 기능기를 갖고 있어 H+를 잃고 음전하를 가지므로 양이온을 끌어당긴다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 유리 분리관에 물에 적신 탈지면을 넣고 유리막대로 밑 부분까지 15㎜ 정도 두께로 밀어 넣는다. 2) 양이온 교환 수지를 유리분리관에 넣고 증류수를 넣어 유리막대로 .. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2021. 3. 29.

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  환경공학실험 | Jar-Test(응집, 침전) TIP 1. 탁절제거를 목적으로 자 테스트를 이용하여 최적 pH와 최적 응집제 주입량을 결정한다. 2. 독립침전실험을 통한 단립자 침전 시험을 직접 해보고 Stokes’ Law에 의한 침강속도를 구해본다. 실험 기구 및 시약 1. 실험 재료 1) Jar-Tester : 여러 개의 교반기에 의하여 상대적으로 가장 좋은 침정수를 얻을 수 있는 조건을 선택하는 장치이다. 2) pH meter, 탁도계, 온도계, 비커(2L), 황산반토 3) 0.1 - 0.01 N HCl 용액 4) 0.1 - 0.01 N NaOH 용액 실험 방법 1. 실험 과정 1) 알루미늄 등의 금속염응집제는 pH에 민감하여 반응하기 때문에 어떤 원수에 대하여 적정한 응집조건을 구하려고 한다면 최소한 응집제 첨가량과 pH의 두 지표에 대하여 .. Engineering/환경 | 토양 | 폐기물처리 공학 2021. 3. 27.

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  일반물리학실험 | 음극선관의 편향장치 TIP 음극선관내 전기장에 의한 전자의 편향 현상을 실험을 통해 직접 확인한다. 음극선관(CRT) 고진공전자관으로 유리관으로 이루어진 실험 장치이다. 음극에서의 강한 전기장효과를 이용하여 음극선을 발생한다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 실험장치와 전원 장치를 리드선으로 정확하게 연결한다. 2) 튜브내에서 전자의 경로를 명확하게 볼 수 있도록 실험실을 약간 어둡게 한다. 3) 전원 공급 장치의 전원 스위치를 켠다. 4) 튜브내 히터부위를 관찰하여 붉은 빛이 감지되면 전압 조절 스위치로 서서히 전압을 높이면 튜브내에서 푸른 광선(전자선)이 나타난다. 5) 편향판에 전기장을 가해 전자의 편향 방향을 상, 하 방향으로 실험 후 결과 정리한다. 6) 4)와 5)의 실험을 다른 조건으로 반복 실험한다. 7) 데.. Engineering/물리학 2021. 3. 25.

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  환경공학실험 | Jar Test TIP 정수처리공정의 모사를 하는 것으로 혼화, 응집, 침전공정을 빠른 시간 안에 처리하여 (1) 정수약품의 최소 주입률 결정 (2) 최적 pH 결정 (3) 최적 약품량 결정을 하기 위해 실험한다. 1. 정수약품의 최소 주입률 결정 6개의 jar에 시료 2L를 넣고, 100rpm으로 급속교반하면서응집제를 1㎖씩 증가시켜 주입해가면서 최초의 floc이 생기는 최소 약품량을 결정한다. 2. 최적 pH 결정 시료의 탁도와 pH의 관계를 구하고 최적 pH를 결정한다. 3. 최적 약품량 결정 시료의 탁도와 약품주입량의 관계를 구하고 최적 약품량을 결정한다. 본 시험은 적당한 응집제와 응집보조제를 결정하며, 특정한 물의 응집에 필요한 응집제의 주입량을 결정한다. 이 실험에서 시료를 일련의 beaker에 담고 여기에.. Engineering/환경 | 토양 | 폐기물처리 공학 2021. 3. 25.

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  고분자기초실험 | 고분자 전해질 이온전도도 측정 TIP 고분자전해질 연료전지용 고분자전해질막인 Nafion 115/117의 온도별 이온전도도를 측정하여 본다. 연료전지 수소 나 메탄올과 같은 연료가 갖고 있는 화학E를 전기화학 반응을 통해 전기E로 변환시키는 화학장치. 산회제가 공급되는 한 지속적으로 전기E 발생. 고분자 전해질형 연료전지 50~150μm의 양이온 전도성 고분자막(Polymer Electrolyte acid 고분자)을 전해질로 사용. 60~80°C에서 운전, 자동차용 후보, 소형분산 발전용 및 휴대용 동력원으로도 중요. 이온교환막 고분자전해질연료전지의 전해질은 이온교환막을 사용, 일반적으로 수소이온교환막을 사용. 물 함유량에 따라 이온전도도의 조절이 가능. 널리 사용되는 수소이온 전도막은 고분자인 Nafion membrane. 실험 방.. Engineering/고분자공학 2021. 3. 23.

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  화공생물공학기초실험 | 고분자를 이용한 축전기(Capacitor)의 제작과 정전용량(Capacitance) 측정 Capacitor란 금속판 사이에 절연체를 넣고 전극판에 대전시켜 전하를 저장하는 전기소자이다. 본 실험에서 Capacitor 제작을 위해서 절연 특성을 갖는 PVA를 바 코팅을 통해 박막성형하여 이용하였으며 여기에서 PVA가 유전체 역할을 한다. 유전체란 절연 재료로 분리된 2개의 평행한 도체판으로 구성된 전기 소자이다. 축전기의 유전체는 절연체로 전자가 통과할 수 없다. Capacitor가 전원에 연결되어 충전되면 서 전자가 한 도체판에서 다른 도체판으로 전선과 전원을 통해서 이동하는데 축전기의 전압과 전원의 전압이 같아지게 되면 전자의 이동이 멈추게 된다. 축전기가 저장할 수 있는 단위 전압 당 전하의 양을 정전용량(Capacitance)이라고 하며 C로 표시한다. 즉, 정전용량은 전하를 저장하는 .. Engineering/화학생물공정 2021. 3. 23.

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  환경분석실험 | 부유물질 - 유리섬유 거름종이법 TIP 미리 무게를 단 유리섬유 거름종이(GF/C)를 여과기에 부착하여 일정량의 시료를 여고시킨 다음 항량으로 건조하여 무게를 달아 여과 전, 후의 유리섬유 거름종이의 무게차를 산출하여 부유물질의 양을 구하는 방법이다. 정량범위는 5㎎ 이상이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 유리섬유 거름종이 3장의 무게를 각각 측정한다. 2) 한 장씩 유리섬유 거름종이를 여과기에 부착하여 증류수로 3회 흡인 여과하여 씻는다. 3) 시계접시위에 유리섬유 거름종이를 올려놓고 105～110℃의 건조기 안에서 건조시킨다. (시험방법에서는 2시간 이였으나 실험실 상황을 고려하여 40분간 건조시켰다) 4) 건조시킨 유리섬유 거름종이를 황산건조용기에 넣어 10분간 방냉하고 항량으로 하여 무게를 정밀히 측정하여 기록하여 둔다. 5.. Engineering/환경 | 토양 | 폐기물처리 공학 2021. 3. 22.

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  일반물리학실험 | Jolly 튀게 저울에 의한 표면장력 측정(Jolly 용수철 저울을 이용한 표면장력 측정) TIP 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.. Engineering/물리학 2021. 3. 21.

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  일반물리학실험 | 에어테이블을 이용한 2차원 충돌 TIP 마찰이 없는 판 위에서 두 입자의 충돌 과정은 두 입자에 가해지는 힘이 내력뿐이므로, 계의 운동량은 충돌 전후에 보존되어야 한다. 본 실험은 에어테이블에서의 2차원 충돌 실험을 통해 운동량 보존의 법칙을 확인하고, 에너지 변화를 살펴본다. 2차원 충돌을 하는 입자의 경우 충돌 과정에서 이 계에 작용하는 힘은 서로 밀치는 힘으로 두 입자에 같은 크기, 그러나 서로 반대 방향으로 작용하여 계 전체로는 상쇄된다. 이러한 힘을, 내력(internal force)이라고 부르며 이 특성은 물체에 가해지는 힘의 작용 반작용의 법칙(law of action and reaction)에서 기인한다. 내력만이 작용하는 계(즉, 고립된 계)의 선운동량은 보존되므로, 두 입자의 충돌 전후에 입자 계의 총 선운동량은 같다.. Engineering/물리학 2021. 3. 16.

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  일반물리학실험 | 에어테이블을 이용한 속도의 벡터합 TIP 에어테이블을 이용하여 등속도 운동을 하는 물체의 속도를 구하고 속도의 x성분 및 y성분을 구하여 각각의 성분의 합이 전체 속도의 크기와 같음을 실험하고 영상분석 실험장치(I-CA 시스템)의 사용법을 익힌다. 에어테이블 물체사이의 마찰을 없애기 위해 테이블에 구멍을 뚫어서 공기가 나오게 한 장치를 에어테이블이라 하는데 이를 통해 등속운동 및 가속운동, 충돌을 실험할 수 있다. 위쪽에 설치되어 있는 카메라로 퍽이 움직이는 모습을 찍어서 다시 재생시켜 주는 영상을 통해 물체의 등속운동과 가속운동의 차이를 알아 볼 수 있다. 에어테이블은 바닥에 촘촘히 구멍이 뚫어져 있고 이 아랫쪽에 에어 덕트를 설치하고 덕트 입구 부분에서 고속 송풍기를 사용하여 바람을 에어테이블로 불어주게 된다. 공기가 에어테이블 바닥.. Engineering/물리학 2021. 3. 13.

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  신소재공학실험 | 태양전지 TIP 태양전지의 원리인 광전효과를 이해하고, pn접합에서 일어나는 과정을 분석해본다. 광원의 거리와 입사각에 따라 달라지는 I,V를 바탕으로 I-V커브, P-V커브를 그려 광전효과의 차이를 태양전지 매개변수로 분석한다. 태양전지 태양전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생하는 전기변환 장치이다. 그래서 배터리와는 다르게 전기를 축적하는 기능은 없다. 빛에너지를 전기에너지로 바꿀 수 있기 때문에 원자력발전소나 화력발전소로부터 전기를 생산하는 방식보다 친환경적으로 전기를 생산할 수 있다. 태양전지는 원자 수준에서 태양광에너지를 직접 전기로 변환시키는 반도체 화합물 소자이다. 사용되는 재료는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘으로 만들어진다. 태양전지는 pn접합으로 이루어진 다이.. Engineering/신소재 공학 2021. 3. 10.

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  신소재공학실험 | 면저항 TIP 1. 도체, 반도체의 전기적 특성을 이해하고 면저항을 측정하여 비교한다. 측정된 면저항을 비저항, 전기전도율로 변환하는 법을 익히며, 면저항과 비저항의 차이에 대해 알아본다. 2. 먼저 이 실험의 목적은 비저항, 면저항 등의 개념을 확실히 알고, 서로 다른 시편의 면저항을 측정한 후 각각의 시편의 면저항이 왜 다른지 생각해보고 어떤 재료를 사용하여 설계하고자 할 때 가장 적합한 재료를 선택할 수 있는 능력을 키우는데 목적이 있다. 면저항 전체적으로 균일한 두께를 갖는 얇은 박막에서 두께가 매우 작다면 2차원적인 면으로 생각할 수 있다. 그때 단위면적당 저항을 면저항이라고 한다. 단위는 Ω/sq 로 나타낸다. sq는 미터법이 아닌 별도의 단위로 무한대의 면적으로 해석하는 것이 일반적이다. 면저항 값.. Engineering/신소재 공학 2021. 3. 9.

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  일반물리학실험 | 동영상 장비를 이용한 자유낙하 TIP 1. 자유낙하하는 물체와 수평방향의 초기속도를 가지고 떨어지는 물체에 대하여 각각의 경우 중력가속도를 측정하고 그 차이가 없음을 확인한다. 2. 중력을 받아 운동하는 물체를 분석할 수 있다. 등가속도 운동하는 물체의 운동을 분석하여 위치, 속도, 가속도를 구할 수 있다. 등가속도 운동하는 물체의 위치, 속도, 가속도를 시간의 함수로 나타낼 수 있다 질량이 m인 물체가 지표면 근처에서 낙하할 때 물체가 받는 중력은 로 주어진다. 여기서 G는 만유인력 상수이고, M은 지구의 질량, r은 지구와 물체 사이의 거리이다. 지면으로부터 물체까지의 거리가 지구의 반지름 R에 비해 매우 작은 경우 식에 주어진 거리는 r≈R로 쓸 수 있으므로 중력 F는 다음과 같이 나타낼 수 있다. 여기서 g=GM/R2 (9.8.. Engineering/물리학 2021. 3. 8.

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  일반물리학실험 | 동영상 장비를 이용한 물리진자 TIP 진동하는 물리진자의 운동을 관찰하여 선형의 단순조화운동으로 근사할 수 있는 조건과 비선형 효과를 고려해야할 경우를 알아보고 그 주기를 측정하여 이론식과 비교하여 본다. 진동하는 물리진자의 운동을 관찰하여 선형의 단순조화운동으로 근사할 수 있는 조건과 비선형 효과를 고려해야 할 경우를 알아보고 그 주기를 측정하는 실험이다. 가볍고 늘어나지 않는 줄에 매달려 있는 물체를 점 입자라고 하고 매달아 놓은 입자가 가지는 질량과는 무관하다고 할 때의 단진자 운동을 하는 물체의 진동주기를 측정한다. 또한 물체가 질량을 가질 경우 물리진자라고 하여 관성모멘트를 고려하며 주기를 측정해본다. 실험에 필요한 장치를 설치한 후 진자를 운동시키고 화면을 캡처한다. 저장된 파일을 분석하여 T-X에 관한 그래프를 그리고 분.. Engineering/물리학 2021. 3. 3.

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  일반물리학실험 | 벡터의 덧셈 TIP 한 점에 작용하는 여러 벡터가 평형을 이루게 하여 벡터의 합성과 분해를 공부한다. 두 벡터의 합성 측정되는 물리량들은 스칼라량과 벡터량으로 나누어진다. 어떤 방향을 가지는 두 물리량 A와 B를 더한 것을 R로 나타낸다. 덧셈을 벡터표시로 하면 R = A+B이다. 그러나 R은 코사인 법칙에 의해 로 주어지며, R과 A가 이루는 ϕ는 실험 방법 1. 실험 과정 1) 합성대의 윗면이 수평이 되도록 합성대 위에 수준기를 올려놓고 세 다리의 나사를 조금씩 조정한다. 2) 두 벡터의 합성 ① 두 벡터를 합성하기 위해 두 벡터 A와 B를 표에서(혹은 임의의 값을) 선택하여 추를 걸어준다. 만약 이때 추걸이를 필요로 하는 추를 사용한다면 벡터의 크기는 추와 추걸이의 무게를 합한 값이다. ② 네 개의 추걸이 중 .. Engineering/물리학 2021. 2. 27.

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  일반물리학실험 | 뉴턴의 사과 TIP 지구 중력에 의해 낙하하는 물체의 속력을 측정하여 운동법칙을 찾아내고 만유인력, 쓸림힘과의 관계를 탐구한다. 특히, 빛살문 검출기(photogate detector)로 물체가 어떤 위치에 도달하는 시간과 빠른 물체의 속력을 측정하는 방법과, 컴퓨터를 이용하여 측정한 데이터를 처리하는 방법을 배운다. 고대 그리스 시절부터 인류는 물체가 낙하하는 현상과 달을 포함 행성운동은완전히 분리된 문제라고 생각했다. 뉴턴(I. Newton)은 이 두 문제가 한 문제이며 동일한 법칙에 따르리라는 것을 발견해 냈다. 이 법칙이 바로 만유인력의 법칙이다. 일설에 의하면 뉴턴은 사과나무에서 떨어지는 사과를 보고 만유인력의 법칙을 떠올렸다고 한다. 이것의 사실여부를 떠나서 만유인력현상은 기본적일 뿐만 아니라, 지구의 중.. Engineering/물리학 2021. 2. 18.

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  일반물리학실험 | RC 시상수 측정 TIP 직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 직렬, 병렬연결에 대한 등가 전기용량을 알아본다. 축전기와 전기저항으로 구성된 ,R-C회로에 키르히호프 제2법칙을 적용하면 이 된다. 기전력 E의 전지로 충전할 경우와 완전 충전 후 전지 없이 방전시킬 경우 축전기 양단 전위차 V(t)(또는 축전기에 충전되는 전하량 Q(t))의 시간에 따른 변화는 각기 다음과 같다. 여기서 T=RC는 R-C회로의 시간상수이다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) DataStudio를 통해 그림과 같이 되도록 100Ω의 전기저항과 100㎌ 축전기를 인터페이스상에서 연결한다. 2) switch를 끊어 놓은 채로 축전기의 양단을 연결함으로써 축전기를 완.. Engineering/물리학 2021. 2. 16.

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  일반물리학실험 | 회절격자의 격자상수 측정 TIP 1. 빛의 회절 현상을 이해하기 위해 격자 상수를 알고 있는 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을 측정하고 이 광원을 사용하여 미지의 회절격자의 격자상수를 구한다. 2. 측정값과 이론값의 오차를 구하여본다 아래 그림에 나타나 있는 바와 같이 유리판 단위길이 1㎝마다 n개의 평행선을 그린 회절격자(G)에 파장이 λ인 평행광선이 수직으로 입사할 때, 격자를 통과한 후 입사 방향에 대하여 m차 회절광이 φ각도를 가지고 회절되었다고 하자. 이웃한 평행광선 사이의 경로차는 ∆= d sinφ 이므로 ∆ = d sinφ = mλ (m=0,1,2...) 를 만족시키는 각도φ에 대하여 회절 된 빛들이 모두 보강 간섭을 하므로 빛의 세기가 최대로 된다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) Data Studio를 실.. Engineering/물리학 2021. 2. 13.