[물리] 액체의 표면장력 측정

액체의 표면장력 측정

1. 실험목적

Jolly의 용수철 저울을 이용하여 액체의 표면장력을 측정한다.

2. 필요한 이론 및 원리

표면장력은 액체의 표면에서 그 표면적을 작게 하도록 작용하는 힘이다.즉, 물방울이나 수은의 입자가 둥글게 되는 것은 이 힘 때문이다. 표면장력은 한 표면의 길이 1cm당 잡아당기는 힘으로 표시된다. 즉 표면장력의 단위는 dyne/cm가 된다. 표면장력을 수식으로 표현하기위해 다음과 같은 실험 및 측정을 한다.
내경이 , 외경이 인 환(ring)을 표면장력 T, 밀도 인 액체표면에 접촉시킨 다음 액체표면이 서서히 아래로 내려오게 하여 원환과 액체표면이 막 떨어지려는 순간에 액체의 높이 물기둥이 생기기 시작하는 순간 ring의 하단이 가리키는 눈금과 ring이 물기둥 액면에서 떨어지는 순간의 ring의 하단이 가리키는 눈금의 차이를 측정하면 이 순간 용수철의 상향력 는 원환을 아래쪽으로 끄는 장력과 물기둥의 무게의 합과 같게된다. 즉,

이다. 여기서 첫번째량은 물기둥막이 안팎으로 있는 것을 고려하였다. 위 식으로부터 표면장력은

(dyne/cm)
가 되고, 원환이 아주 얇아 일 때 위 식의 두 번째항은 무시할 수 있으므로 표면장력T는
가 된다.
3. 기구및 장치
Jolly의 표면장력 측정장치, 비커, 액체시료(물), 분동(1g2, 2g2), 분동접시, 고리환, 핀셋, 용수철, 지침

4. 실험방법

①고정나사 A, B를 사용하여 H, I, D가

일직선상에 놓이도록 조절한다. 이때 비
커 받침대 D는 가능한 아래쪽으로 위치
하도록 한다.

②비커 받침대 D위에 수준기를 올려놓고

수평 조절나사 L을 돌려 수평이 되도록
조절한다.

③고정나사 C를 조절하여 용수철 끝에

…

④지침 끝에 분동접시를 매달고 나서,

⑥3g까지 질량을 증가시켜 ⑤를 반복하고 용수철 상수를 구한다.

⑦분동접시를 제거하고 표면장력용 고리를 매단 후 높이조절핸들 K를 돌려 용수철에 달린 지침 I가 유리관에 그어진 눈금과 일치하게 하고 저울의 눈금을 읽는다.

⑧비커에 물을 채운 후 B를 조정하여 고리가 물의 표면에 닿게 하고 K를 조절하여 고리를 표면에서 위로 서서히 잡아당긴다. 이 때 B를 동시에 움직여 지침 I가 유리관의 눈금과 계속 일치하도록 해야한다.

5. 실험결과

96.1

177.7