• 

  일반물리학실험 | 기압 변화에 따른 현상 TIP 우리는 공기 분자들로 빽빽한 공간 안에 살며, 이 공기 분자들이 가하는 엄청난 압력 속에서 살고 있지만 그 존재를 잊고 산다. 만일 기압이 바뀌면 어떤 일들이 일어날까? 높은 산에서 밥을 하면 쌀이 설익는다는데 그 이유는 무엇일까? 본 실험에서는 기압을 낮추거나 높일 때 일어나는 현상을 관찰함으로써 기압의 역할을 이해하고자 한다. 기압이 달라질 때 물체의 형태나 끓는점이 어떻게 변하는가? 1. 기압 : 대기가 단위면적을 수직으로 누르는 힘을 의미한다. 상층으로 올라갈수록 공기의 양이 적어지므로, 기압도 감소한다. 2. 기압 증가 : 물체 찌그러짐, 끓는점 상승 3. 기압 감소 : 물체 팽창, 끓는점 하강 4. 증기압 : 액체 또는 고체에서 증발하는 압력으로, 증기가 고체나 액체와 동적평형상태에 있.. Engineering/물리학 2020. 12. 10.

• 

  식품분석학실험 | 첨가물에 따른 gluten 형성과정 밀가루는 일상생활에서 흔히 볼 수 있는 음식재료이다. 밀가루는 다목적용부터 cake만드는 용, baking용 까지 다양한 목적으로 나누어지며, 또한 우리가 흔히 보는 밀가루 말고도 다양한 성분을 가지고 있는 여러 개의 밀가루가 존재한다. 밀가루의 종류에 따라 성분에 있어서의 단백질의 양과 탄수화물의 양 그리고 밀의 종류 등 다양한 부분에서 차이가 난다. 이때 gluten이라 불리는 성분은 불용성 단백질로 형성되어진 물질인데, gluten은 gliadin과 glutenin으로 구성되어져 있다. 또한 gluten은 baked product의 질감에 중요한 영향을 끼치는 물질이다. 위 실험에서는 어떠한 첨가물을 추가할 때 gluten이 잘 형성 되는지 알아보기 위해, 밀가루에 다양한 첨가물을 넣고 gluten.. Engineering/식품 영양 | 공학 2020. 12. 9.

• 

  재료공학실험 | Thermocouple을 이용한 온도측정법 TIP 재료의 상변화에 영향을 주는 변수들(온도, 압력, 조성) 중 실제 실험에서 가장 크게 작용하는 변수는 온도이다. 실제 실험 및 산업현장에서 가장 널리 쓰이는 Themocouple을 이용하여, 매우 높은 온도에서의 재료의 온도를 측정해보고, 나아가 재료의 변태점 측정방법, 상분석방법을 알아본다. 제베크효과(Seebeck effect) 2종류의 금속 또는 반도체의 양 끝을 접합해 폐회로를 구성하고 온도차이를 주게되면 회로에 열기전력을 일으킨다. 이방법을 이용해 열전대개발이 이루어지게 되었다. 즉, Seebeck effect는 두 개의 정점이 각기 다른 온도에서 유지되는 하나의 루프 안에 두 개의 각기 다른 전도체가 결합되어 있을 때 전류가 생기는 것을 말한다. 두 개의 물체가 각각 다른 free el.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 7.

• 

  일반물리학실험 | R-L-C 직렬회로를 이용한 공진주파수 측정 TIP 일정한 진동수의 교류전류가 흐르는 R-L-C 직렬회로의 임피던스를 구하고 그것을 이용하여 공진주파수를 측정한다. R-L-C 직렬회로에서의 공진주파수 R-L-C 직렬회로에서 전류와 전압의 성질은 공진조건을 만들어 낼 수 있다. 물체가 진동하는 외력에 의해 진동할 때, 힘의 진동수가 물체의 고유(공명) 진동수와 일치하면 공명현상이 일어난다. 공명이 일어날 때 진동하는 힘은 물체에 많은 양의 에너지를 전달할 수 있으므로 물체는 큰 폭으로 진동하게 된다. R-L-C 직렬회로의 경우 고유주파수는 한 개이고 진동하는 힘은 교류전원의 전압과 연관도니 진동하는 전기장에 의해 주어진다. 따라서 교류회로에는 에너지가 축전기(C)의 전기장과 코일(L)의 자기장 사이를 교대로 왔다갔다하는 성질이 있기 때문이다. 실험 .. Engineering/물리학 2020. 12. 6.

• 

  재료공학실험 | 열전대 TIP 1. 열전대는 2종류의 금속을 접속한 양단에 온도차를 주면 열 기전력이 발생하는 지벡 (seebeck)효과를 이용한 온도센서로 공업적으로 가장 많이 사용하고 있다. 열전대의 종류에는 300 ℃정도인 낮은 온도를 측정하는 구리-콘스탄탄, 1000 ℃정도의 온도를 측정하는 크로멜-알루멜 등이 있다. 2. 본 실험에서는 열전대의 원리를 이용한 온도측정원리 및 방법을 이해하고 수치해석적인 방법을 이용하여 전류의 값을 정확한 온도로 계산할 수 있는 능력을 배양한다. 열전대에 있어서 온도에 따른 열기전력의 값을 평균하여 최소자승법으로 온도와 전압과의 방정식을 세워보고 관계를 살펴본다. 열전대(thermo couple) 1. 개념 1821년 독일의 물리학자. T.J. Seebeck이 구리와 안티몬 사이에서 발.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 5.

• 

  기계공학실험 | 열전대를 이용한 온도측정 TIP 1. 열전대의 원리를 이해하고, 열전대의 종류를 공부해보며 사용방법을 익힌다. 2. 온도를 측정하는 센서중 하나인 열전대를 이용하여 온도를 측정해본다. 열전대 역사 Fahrenheit가 1706년에 수은 봉입형 유리 온도계를 제작하였으며, 1942년에는 celsius가 얼음이 녹는 온도를 0, 물이 끓는 온도를 100으로 하자는 제안을 하여 현재의 섭씨 온도 눈금을 제창하였고, 1821년에 seebeck에 의하여 열전효과가 발표되었으며 1900년경 플랭크에 의하여 제안된 복사법칙을 이용한 복사 온도계도 현재는 전자 기술의 발달에 힘입어 사용이 증가되고 있다. 온도를 측정하고 제어하는 가장 보편적인 방법은 열전대라 불리는 전기회로를 이용 하는 것이다. 열전대는 상이한 금속으로 만들어진 두 개의 전기.. Engineering/기계공학 2020. 12. 3.

• 

  재료공학실험 | 2원계 합금의 열분석 TIP 2원계 합금(Pb․Sn)의 열분석 실험을 통하여 상태도에서의 상의 변태에 대한 이해를 증진시키는데 그 목적이 있다. 열분석 실험에 재료를 가열 또는 냉각시키면서 그 물체의 온도를 측정해가면 온도의 시간적 변화는 일반적으로 평활한 곡선으로 나타난다. 그러나 물질이 전이점을 갖거나 분해하듯이, 어떤 상변화가 있을 때는, 곡선은 그 온도에서 정지점 또는 이상변화를 보인다. 따라서 이 곡선에 의해 상변화나 반응의 생성 등 각종 변화를 알 수 있다. 이 방법이 열분석이다. 물질의 녹는점․응고점․분해점 또는 합금의 상전이 등의 연구에 사용되며, 기준물질과 시료를 동시에 가열하면서 두 물질 사이에 생기는 온도차를 측정하여 시료의 열적 특성을 해석하는 시차열분석도 이용된다. 시차열분석이란 정속승항온 과정에서 시.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 2.

• 

  기계공학실험 | 고온측정 및 열전대 고온계의 보정 TIP 온도의 측정에 응용되는 전기적 방법 중 가장 광범위 하게 쓰이는 것은 열전대(thermocouple)이다. 본 실험에서는 열전대 보정곡선(Calibration curve)를 구함으로서 열전대의 원리를 이해하고 그 사용법을 익힌다. 열전대 열전대는 원자로, 항공기, 동력계통, 제철소 등의 여러 공정에서 온도를 감지하는 방법을 제공하며, 구조가 간단하고 가격이 싸며, 내구성이 있고 많은 응용면에서 비교적 정확히 온도를 측정할 수 있는 온도계이다. 열전대는 또한 183℃ 이하에서 부터 2500℃ 근처 까지의 넓은 온도 범위를 0.1 ～ 1 ％ 정도의 정확도로 측정할 수 있으며, 출력을 측정하는데 측정 계기가 간단하고 회로상의 잡음이 덜 받는 낮은 임피던스를 갖는 장치이다. 열전대는 역학적 유연성이 있어.. Engineering/기계공학 2020. 11. 29.

• 

  일반물리학실험 | R-L-C 회로를 이용한 교류의 인피던스 측정 TIP 1. 일정한 진동수의 교류전류가 흐르는 R-L-C 직렬 회로의 인피던스를 구한다 2. 교류회로에서 저항, 콘덴서, 코일의 저항 성분인 임피던스를 측정하고, 교류를 구분하는 특성 중 하나인 위상을 측정하여, 임피던스에 따른 위상의 변화를 이해한다. 직류(DC)회로에서 금속 도체 내의 전자는 같은 방향으로 흐른다. 교류 (AC)회로에서는 한 방향으로 잠깐 흘렀다가 방향을 바꾸어 역방향으로 같은 시간동안 흐르고는 다시 방향을 바꾼다. 이러한 변화는 1초에 여러 차례 반복된다. 60Hz의 교류회로에서는 1초에 120번의 방향변화가 일어난다. 이와 같이 교류에서는 전압 E와 전류 I의 순간값은 계속 변한다. 따라서, 전압 E와 전류 I는 다음과 같이 표현할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 적당한.. Engineering/물리학 2020. 11. 29.

• 

  식품공학실험 | 상압가열 건조법을 이용한 수분 정량 TIP 시료를 물의 비점보다 약간 높은 온도인 105°C에서 상압건조시켜 그 감소되는 양을 수분량으로 하는 방법, 즉 상압에서 가열건조하면 수분은 휘발하므로 건조전과 건조후의 차를 수분량으로 한다. 상압가열건조 외의 수분정량법 1. 칼-피셔법 수분 정량법의 하나. 칼-피셔시약(요오드, 이산화황 및 피리딘 등을 무수메탄올 용액으로 한 것)을 수분과 반응시킨다. 반응 후 당량점을 지나면 요오드가 과잉하게 되고 그것을 검출함으로써 종점을 구할 수 있다. I2＋ SO2＋ 3Base ＋H2O ＋ CH3OH → 2BaseHI ＋ BaseSO4CH3 2. 감압가열건조법 진공건조법이라고 하여 식품의 수분정량의 기준법으로 사용하는 가장 보편적인 방법이다. 감압함으로 100℃ 이하의 건조온도에서 시료중의 수분을 완전 제거.. Engineering/식품 영양 | 공학 2020. 11. 28.

• 

  재료공학기초실험 | Pb-Sn 상태도 그리기 TIP Cold Juntion을 사용하여 로내의 온도 혹은 전위차를 측정하여 Pb-Sn의 상태도를 직접 그려봄으로써 상태도를 이해하는데 목적이 있다. 상태도(Phase Diagram) 특정 합금계의 미세조직과 상의 구조를 조절하는 것에 대한 많은 정보를 가지고 있는 상태의 변화를 나타낸 그림을 말한다. 리 상태도를 평형도 또는 구성도라고도 한다. 많은 미세조직들은 상변태를 통하여 나타나며, 온도 변화(일반적으로 냉각)에 따라 상의 변화가 일어난다. 한 상에서 다른 상으로 바뀌기도 하며, 기존의 상이 사라지거나 새로운 상이 나타나기도 한다. 상태도를 통하여 이러한 상변태와 이에 따라 나타나는 미세조직(평형 또는 비평형)을 예측할 수 있다. 평형상태도는 온도와 조성 및 상의 양(평형 상태에서의) 사이의 관계.. Engineering/재료 공학 2020. 11. 27.

• 

  재료공학실험 | 세라믹 수축률 측정 TIP 세라믹 재료의 소결 전, 후의 dimension을 측정함으로써, 소결 거동을 살펴보고 세라믹 부품 또는 제품을 제조할 경우 최종제품의 크기를 결정할 수 있도록 한다. 소결(Sintering) 금속이나 세라믹 재료가 기공을 포함하고 있는 물질의 기공 안으로 이동하도록 녹는점 아래에서 열처리하는 것을 말하며, 분말체(粉末體)를 적당한 형상으로 성형한 것을 가열하여 서로 단단히 밀착하여 고결(固結)하는 현상을 소결이라 한다. 일반적인 고층진체의 소결 공정에서는 고체 상태의 분말을 성형체 속에 넣고 프레스로 적당히 눌러 단단하게 만든 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열했을 때 가루가 서로 접한 면에서 접합이 이루어지거나 일부가 증착(蒸着)하여 서로 연결되어 한 덩어리로 된다. 다공성 제품 혹은 .. Engineering/재료 공학 2020. 11. 27.

• 

  신소재공학실험 | 열전대를 이용한 온도 측정 TIP 1. 서로 다른 두 종류의 금속의 기전력 발생을 이용한 온도 측정 장치(열전대)로 온도를 측정할 수 있다. 2. 열전대의 특징과 원리에 대한 이론을 습득할 수 있다. 3. 온도와 기전력 사이 관계를 이해 할 수 있다. 열전소자 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있다. 서미스터는 온도에 의해 전기저항이 크게 변화하는 일종의 반도체소자로서, 전기저항이 온도의 상승에 의해 감소되는 NTC 서미스터(negative temperature coefficient thermistor), 온도 상승에 의해 저항이 증가 하는 정온도계수.. Engineering/신소재 공학 2020. 11. 26.

• 

  화학공학실험 | 강제대류에 의한 열전달 원관에 일정한 Heat flux를 가하면서 난류를 불어 넣을 경우 일반적으로 강제대류에 의해서 전열이 이루어 진다. 이때 유체의 평균 온도인 bulk temperature는 입구의 길이에 대해서 선형적인 값을 갖는 데 그 원인과 이론적인 식에 대해서는 부록에 자세히 설명했다. 이렇게 얻어진 유체의 평균온도와 관 내벽의 온도를 측정함으로서 관 내벽의 전열계수를 구할 수 있다. 실험을 통해서 이들을 구하며 유량에 따른, 관 입구로부터의 거리에 따른 전열계수의 변화를 해석할 수 있다. 원관벽에 일정한 heat flux를 주면서 관내에 난류상태의 공기를 불어넣어 전열계수를 구하고 Nu와 Re, Pr의 관계를 알아본다. 강제대류에 사용되는 무차원 상수(Re) 유체의 흐름에서는 점성에 의한 힘이 층류가 되게끔 작용.. Engineering/화학 공학 | 단위조작 | 유체역학 2020. 11. 25.

• 

  재료공학실험 | 세라믹의 경도와 인성의 측정 TIP 다이아몬드 피라미드 형상의 압자를 사용하는 DVK-2S Hardness Tester를 사용하여 재료의 경도 및 파괴인성을 측정하고 세라믹 재료에서 균열전파에 대한 저항을 나타내는 물성인 파괴인성(Fracture Toughness, KIC)을 DVK-2S Hardness Tester를 이용하여 IF법으로 측정한다. 경도는 압입식, 긁기식, 충격식등이 있는데 본 실험에서는 압입식을 이용하였다. DVK-2S Hardness Tester를 이용하여 대면각 136°의 정사각형 다이아몬드 입자를 이용하여 시편에 압흔을 낸 후 그 압흔의 대각선길이 d×, dy를 측정하여 경도값을 구한다. 파괴 인성은 파괴에 대한 저항을 나타내는 물성으로 세라믹 재료에서 굽힘강도와 함께 가장 많이 측정된다. 그 방법으로는 IF.. Engineering/재료 공학 2020. 11. 23.

• 

  기계공학실험 | 열전도 및 접촉 열저항 측정 TIP 실험을 통하여 열 전도의 개념 및 원리를 이해하고, 접촉 열저항이 전도에 미치는 영향을 알아본다. 열 저항식 열저항은 1/열관류율이다. 또 열관류율 U는 특정 두께를 가진 재료의 열전도 특성이다.(단위는 W/㎡K 이다. 계산방법 열관류율U : 열전도율/두께) 여기서 주의할 것은 두께의 단위로 미터를 사용해야 한다. 열저항 계산은 열관류율의 역수이다. 그러므로 계산은 두께/열전도율 하면 된다. 단위는 ㎡K/W 이며 R값이라고도 한다. 접촉 열저항 기계 가공상의 한계로 인해, 두 솔리드 면을 붙이기 위해 압력을 가했을 때 완벽하게 서로 밀착되지 않는다. 접촉되는 면들은 그 표면 거칠기로 인해 접촉부에 항상 에어갭이 조금씩 생긴다. 칩에서 발생한 열은 주로 전도를 통해 방열판(Heat sink)에 전달.. Engineering/기계공학 2020. 11. 23.

• 

  일반물리학실험 | 세차 운동 TIP 토크와 각운동량을 이해하고, 자이로스코프의 세차운동과 장동운동을 관찰한다. 세차운동 연직축에 대하여 약간 기울어진 팽이의 축이 비틀거리며 회전하는 운동을 말한다. 회전체의 온각운동량벡터에 대해 아주 약한 외력의 모멘트가 수직으로 작용하여 생긴다. 천문학적으로는 지구의 자전축이 황도면의 축에 대하여 2만 5920년을 주기로 회전하는 운동과, 인공위성의 공전궤도면의 축이 지구의 자전축에 대하여 회전하는 운동 등이 있다. 이 때문에 천구상의 적도면과 인공위성의 공전궤도면의 교점은 적도를 따라 서쪽으로 이동한다. 이동하는 양은 지구적도 부분의 부푼 정도에 따라 결정된다. 세차운동은 종종 팽이 운동에 비유된다 . 팽이의 중심에 작용하는 지구의 중력과 축의 밑 끝에서 팽이를 버티게 하는 항력의 두 힘이 작용.. Engineering/물리학 2020. 11. 20.

• 

  재료공학기초실험 | 세라믹의 곡강도(Flexural strength)측정 TIP 세라믹 부품에 대한 일반적인 강도 측정법인 곡강도(굽힘강도)를 측정한다. 대부분의 세라믹스가 취성파괴를 하는데 취성 파괴 재료의 강도는 그 재료에 있는 결함들의 크기에 의해 결정이 되는데, 시편마다 이 결함들의 크기가 일정하지 않고 어떤 분포를 이루고 있기 때문에 이에 따른 결과로 같은 시편에서 잘라 만든 시편들도 그 강도가 일정하지 않고 통계적 분포로 나타난다. 어떤 취성파괴 재료 시편의 강도라는 것은 그 시편에 있는 결함 중 가장 심한 결함이 나타내는 가장 낮은 강도 값을 말하는 것이다. 재료에 하중이 걸린 경우, 재료가 파괴되기까지의 변형 저항을 그 재료의 강도라고 한다. 강도는 인장, 압축, 비틀림과 굽힘 강도 시험을 통해 알 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 강도를 측정할 시편을.. Engineering/재료 공학 2020. 11. 19.