아르키메데스 밀도 측정

소개글

아르키메데스 밀도 측정

목차

1. 아르키메데스 이론

2. 아르키메데스 공식
3. 실험 방법
4. 실험시 주의사항

본문내용

1. 아르키메데스 이론
아르키메데스 법의 이론적 근거를 먼저 살펴보자. 아르키메데스 원리는 어떤 고체를 액체 속에 집어넣으면 그 고체의 무게는 제거된 액체의 무게만큼 가벼워진다는 것이다. 우리가 잘 알고 있는 아르키메데스의 일화에서는 어떤 고체를 물 속에 넣어 넘친 물의 양을 측정하면 그 물체의 부피를 알 수 있다. 넘친 물의 무게와 부피가 같은 크기(밀도=1g/㎤)이므로 단위만 바꿔주면 그 물체의 부피로 삼을 수 있다. 이제 물체의 무게를 그 부피로 나누면 물체의 밀도를 구할 수 있다. 즉, 오직 물과의 밀도비(=비중)를 구하고자 한다면 굳이 부피를 직접 구할 필요가 없다. 더구나 부피를 측정하기 위한 과정에서 다소간의 오차가 발생할 수 있으므로 정밀한 밀도 측정시에는 바람직하지 못하다. 따라서 부피를 측정하지 않고 오직 무게만을 이용해서 구해보도록 한다. 우리가 비중을 구하고자 하는 시료의 부피가 V1(㎤)이고 모양이 불규칙하며, 실제 밀도는 물보다 큰 2(g/㎤)라고 가정하자. 만약 이 시료의 질량이 m(g)이라 한다면 밀도는 (g/㎤)이다. 하지만 부피를 직접 정확히 측정할 수 없는 상황이다. 그러나 이 시료를 물속에 넣어서 그 때의 무게를 측정하여 간접적으로 구하는 방법이 있다. 물속에서의 무게는 기공과 물의 부력으로 인해 대기 중보다 분명히 가볍게 측정될 것이다.
이제 공기의 밀도는 0, 물의 밀도는 1(g/㎤)라고 가정하고, 물속에서 부피가 V1(㎤)인 물의 무게를 잰다고 생각하자. 주위 환경과 밀도가 같으므로 그 위치에서 정지하게 되고 그래서 무게는 0이다.(대기 중에서라면 V1(g)이 된다!) 그리고 이 부피중의 일부분이 점차 고체 시료로 바뀌어져 2/3가 이 시료로 채워진다고 생각해보자. 부피 V1는 변하지 않고 오직 무게만이 증가하여 가라앉을 것이다. 부피 V1(㎤)중 1/3은 현재 물로 채워진 open pore의 부피이고, 2/3가 고체 시료인 것이다.
이제 이 시료의 대기 중에서 건조된 무게를 , open pore를 물로 채우기 위해 끓인 후 물 속에서의 무게를 , 그리고 시료의 open pore를 물로 채운 상태에서 시료 표면의 물기만을 제거한 후 대기 중에서 측정한 무게를 , open pore만의 부피를 라 하자.

참고 자료

없음