[자연과학] 물리실험 - 액체의 밀도 측정

물리실험 - 액체의 밀도 측정

1.목 적

Hare의 장치를 이용하여 액체의 밀도를 측정한다.

2.이 론

→ Hare의 장치는 아래 그림(IV-8)과 같이 다른 두 종류의 액체를 뽑아 올릴 수 있는 도립 U자형 유리관과 비커로 이루어져있다. 이 유리관에 압력을 대기압보다 낮춰 주면 두 종류의 액체가 올라오는데 각각의 높이가 다르다. 이 높이 차를 이용하여 미지의 액체의 밀도를 측정할 수 있다.
핀치코크 E, F를 열고 고무관 R로 공기를 조금 뽑아내면 비커 C, D에 들어 있는 두 종류의 액체가 유리관 A, B를 지나 올라온다. E와 F를 닫았을 때 A와 B에 들어 있는 액체기둥의 높이를 각각 , 그리고 밀도를 각각 , 라고 하자.
유리관 내의 압력을 p라고 하면 아래의 관계가 성립한다.
대기압 ...... (1)
핀치코크 E와 F를 이용하여 액체기둥 , 를 조금 낮게 변화시켰을 때의 높이를 각각 , 라 하면
대기압 ...... (2)

이다. 여기서 는 유리관 내의 압력이다. 식 (1), (2)로부터

...... (3)
이다. 그러므로 주어진 온도에서의 를 알고 있으면 식 (3)을 이용하여 를 구할 수 있다.
3…(생략)

①장 치

②실험방법

a) 유리관 A, B의 속과 비커 C, D를 잘 닦아 건조시킨다.

b) 비커 C, D의 밑바닥이 유리관 A, B와 0.5cm 정도 떨어지게 고정한다.

c) 비커 C에는 증류수를, 비커 D에는 액체시료를 약 4/5까지 채운다.

d) 핀치코크 E, F를 열었다가 액체 기둥이 낮아지려 할 때 다시 잠근다.

e) 증류수와 액체시료의 온도를 측정한다.

f) 핀치코크 E, F를 열고 공기를 빨아들여 높이 올라간 쪽의 액체 기둥이 유리관의 길이의 2/3정도에 도달했을 때 E, F를 닫는다. 액체 기둥이 너무 올라와서 양쪽의 액체가 서로 섞이면 비커 속의 액체를 모두 바꾸어야 하기 때문이다.

g) 유리관 A의 액체 기둥의 높이 와 유리관 B의 액체 기둥의 높이 를 측정한다.

h) 핀치코크 F를 열었다 닫고 다음 E를 열었다 닫아 액체 기둥이 조금 내려가게 한다. 그 때 유리관 A의 액체 기둥의 높이 와 유리관 B의 액체 기둥의 높이 를 측정한다.

i) 위 h)의 과정을 되풀이하여 6회에 대한 액체 기둥의 높이를 측정하고, 1~3회에 대한 A, B의 액체 기둥의 높이를 , 라 하고 4~6회에 대한 A, B의 액체 기둥의 높이를 , 라고 하여 표에 기록한다.

j) 측정이 끝나면 증류수와 액체 시료의 온도를 측정한다.

k) 측정 온도에서의 물의 밀도 를 표에서 찾는다.

l) 액체 시료의 밀도 를 로부터 구한다.

4. 측정값

15.3

6. 검토 및 결론