저항의 연결

2011. 10. 22. 19:40

저항의 연결
1. 직렬 연결
2. 병렬 연결
3. 혼합 연결

1. 직렬연결
도선이 있잖아?
그 도선 안에서 전자들이 움직이는 거고.
저항의 정의가 전류의 흐름을 방해하는 거였지.
저항은 도선의 길이에 비례하고, 단면적에 반비례하잖아.
그림 찾아보면 될텐데,
도선이 길면 전자들이 가기 오래걸리니까 힘든거고(저항이 커지는거고)
도선의 면적이 커지면 전자들이 이동하기 쉬워지니까 저항이 작아지는거겠지.
(체크)

그러면 직렬연결에서 보자.
저항 2개를 직렬연결해봐.
이건 확인해볼필요가있는 사족인데
저항의 기호를 봐봐라? 도선이 꼬불꼬불한거잖아?
아까 저항은 도선의 길이가 길어질수록 커진댔지?
그러면 도선이 꼬불꼬불하면 도선의 길이가 길어진거니까, 저항이 커진거고, 그거 자체가 저항, 저항의 표시가 된거겠지?

아무튼 저항 2개를 직렬연결하면 도선의 길이가 길어지는 거와 같다고 하네.

도선의 길이가 길어지면 저항의 크기가 커진거고.
R= R1+R2

근데 이거 설명하는거보면 저항은 맨마지막에 나온다?
전류 나오고 전압 나오고 나서야 저항이 나오는데...
이것도 체크해봐야지.

아무튼 전체저항은 그렇다치고.
전류의 세기가 일정한거..
전류가 1초동안 도선에 흐르는 전하의 양이라면,
왜....... 일정한거냐고...

저항이 크든 작든 전류가 흐르는것은 변함없고,
1초동안 흘러야하는 전하의 양이 하나로 요구되는 것이라면
R1과 R2에 흐르는 전류의 세기가 같다는것이 설명되겠지.
R1과 R2에 흐르는 전류의 세기가 일정하도록 각 저항에 걸리는 전압의 크기가 변하는 건 당연한 얘기가 되는거고.
왜 흘러야 하는 전하의 양이 일정하도록 요구되는 것인진 잘모르겠지만 말야.
전류의 정의는 1초동안 흘러야 하는 전하의 양이잖아.
저항이 크면 전류는 더 커져야 하는게 더 자연스러워보이지만 이건 전압이 일정할때 얘기라는....'ㅁ'
그럼 전압이 일정하지 않고 막 이럴때엔 전류가 일정하도록 해야한다는건가? 더 생각해봐야지

에라 그럼

2. 병렬 연결
저항 2개를 병렬로 연결하면 도선의 단면적이 넓어지는 그런 효과래.
그러면 당연히 전체저항이 각각의 저항보다 작아지겠고..
전류가 나눠지니 당연히 각 저항에 흐르는 전류가 다르다는건 당연함.
그런데 전압은 같단 말야.
점을 톡! 치는 거니까 전압 같단 말은 자연스럽게 느껴져.
그럼 전압은 같은거고.
V =IR이니까 뭐, 저항이 클수록 전류가 작다는 말은 그런거겠지.

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Comments

  1. 쉽네 뭐~ 2011.11.23 18:31

    이제 전기에 대해선 박사됐단 느낌...
    ㅋㅋㅋ

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2011.11.23 21:31 신고

      그냥 제가 공부하면서 끄적인 글입니다ㅋㅋ
      너무 믿진 마시고, 직접 찾아보면서 하나하나 알아가시면 정말로 전기에 대해선 박사가 되실거에요!ㅋ

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전기 현상의 원인 - "전하"

2011. 10. 16. 23:02

<전류의 작용>  ①전기 현상의 원인 "전하"

앞으로 전기 관련 포스트를 올릴 예정입니다. 학교에서 배우는데 역시 수업만으로는 이해하기 버거워서.. 개인적으로라도 책 뒤지면서 열심히 이해해보려합니다.

index
전하 - 전류와 전압 - 옴의 법칙 - 발열량 - 전력 - 전력량 - 자기


대충 이런 순서로 설명해나갑니다. 얼마든지 바뀔 수 있어요.



~~~~ ~~~~ ~~~~ ~~~~
전기와 자기는 밀접한 관계이므로 보통 둘을 함께 설명하는 경우가 많다. 하지만 내 모자란 머리로 전기 하나 이해하기도 벅차다;; 우선 전기 하나만이라도 확실히 해두자. (자기는 나중에 다루도록..)

바로 본내용으로 Jump!

우리 생활 속에서 전기 현상을 접할 기회는 많다. 번개 치는 것, 겨울철 정전기, tv 키는 것, 컴퓨터 하는 것 등 모두 우리 주변에서 볼 수 있는 전기와 관련된 현상들이다. 전기 현상은 너무 다양하다. 그래서 그 원인 역시 복잡할거라 겁먹게 된다. 하지만 그렇지 않다. 전기 현상은 다양하지만 그 원인은 단 하나, 바로 전하다.

 

 

진실은 오직 하나!..

1. 전기 현상의 원인 - "전하"
전기 현상을 일으키는 원인은 전하다. 그럼 전하란게 도대체 뭐길래 복잡하게 구는걸까?
전하는 물체가 가진 여러 속성 중 하나이다. 물체가 가지는 속성으로 흔히 알려진 것이 질량이다. 질량처럼 전하 역시 물체의 속성이다.
질량을 가진 물체가 중력의 영향을 받듯이, 전하를 가진 물체는 전기력의 영향을 받는 것이다.
(전기력에 대해서는 나중에 자세히..)

정리하면,
전기 현상은 물체가 가진 속성 중 하나인 전하와, 전하 사이에 작용하는 전기력 때문에 일어난다.

전하가 물체의 한 속성이라고 했는데, 잘 와닿지 않는다.
전하를 잘 이해하려면 원자를 뜯어봐야 한다.

 


원자를 보면, 원자핵 주위로 전자가 돌고 있고 원자핵은 다시 양성자와 중성자로 나뉜다. 양성자의 전하는 양극(+)이고, 전자의 전하는 음극(-)이다. 양성자와 전자의 전하는 부호가 반대이고 그 수가 같으므로 원자는 전기적으로 중성을 띤다. 즉 전하를 띠지 않는다.

전하는 전자, 양성자, 이온과 같은 입자들이 가진 한 속성이란 거, 이제 좀 이해된다.

*일반적으로, 전하는 대부분 (-)전하를 말하며, 더 나아가 전자를 의미하기도 한다. (전자의 전하가 (-)극임을 이해하자)

전하 또는 전하량의 기호는 Q, 단위는 C(쿨롬)이다.
*전하 사이에 작용하는 전기력 법칙을 최초로 발견한 프랑스의 물리학자 쿨롱을 기념하여, 전하량의 단위는 C(쿨롬)이다.

*전하는 기본 물리량// 전압,전력,전류는 유도 물리량


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Comments

  1. BlogIcon Nekoieye 2011.10.22 15:31 신고

    엄, 엄청난 포스트였습니다. ㅅㅅ
    추천 하고 갑니다. 즐거운 하루되세요.

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2011.10.22 19:10 신고

      감사합니다ㅎㅎ 솔직히 설명하는 저도 어려워죽어요ㅠㅠㅠ
      시험은 얼마 안남았는데, 전혀 이해가 가지 않네요ㅠ

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과산화수소의 촉매 분해 실험

2011. 9. 10. 21:57


과산화수소의 촉매 분해 실험

물질 변화는 물리 변화와 화학 변화로 나뉘고,
화학 변화는 다시 화합, 분해, 치환 반응으로 나뉩니다.
또다시 분해는 열분해(탄산수소나트륨의 열분해 실험), 촉매 분해, 전기 분해로 나뉩니다.


이번 포스트에서는 촉매 분해에 대해 다루겠습니다.

 



* 분해(decomposition)
한 종류의 화합물이 두 종류 이상의 다른 물질로 나누어지는 변화.

 

분해 반응의 한 가지인 촉매 분해는 화합물이 촉매에 의해 분해되는 반응을 뜻합니다.


* 촉매(catalyst)
자기 자신은 변하지 않고, 화학 반응을 빠르게 혹은 느리게 조절하는 물질. 
   ①정촉매: 화학 반응 속도를 빠르게 해주는 물질 (일반적인 촉매)
   ②부촉매: 화학 반응 속도를 느리게 해주는 물질

과산화수소의 촉매 분해에 대한 실험 영상을 볼까요?


1. 색소를 탄 과산화수소를 비커에 넣습니다.
2. 주방용 세재를 넣고, 촉매인 요오드화칼륨을 반 수저정도 비커에 넣습니다.
3. 나무젓가락에 불을 붙여 끈 후, 넣어봅니다.

이 실험 영상에서는 과산화수소를 요오드화칼륨 촉매를 통해 분해했습니다.
이산화망간 역시 과산화수소를 분해하는 촉매가 될 수 있습니다.
요오드화칼륨이든 이산화망간이든, 과산화수소의 분해 반응이 빨리 일어나도록 도와주는 정촉매 역할 하는 것입니다. (과산화수소는 촉매 없이도 분해 가능하지만, 엄청나게 느리답니다)

 


불이 꺼져가는 나무젓가락을 넣어보니 불이 활활 타올랐죠?
조연성 물질인 산소가 발생되었다는 걸 알 수 있습니다.
푸른색 염화코발트 종이를 대어보니 붉은색으로 변했다는 것으로 보아,
물(수증기)이 발생했다는 걸 알 수 있습니다.

정리)
과산화수소의 촉매 분해 화학 반응식:

과산화수소 → 물 + 산소
2H2O2 2H2O + O2

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Comments

  1. d 2011.09.15 18:04

    r\고마우어용

    perm. |  mod/del. |  reply.
  2. Amy 2011.09.21 20:15

    thank you~

    perm. |  mod/del. |  reply.
  3. 과학 소녀♥ 2011.09.22 03:55

    저런 실험방법도 있었네용 ㅎㅎ 좋은정보잘봤어요 ㅎㅎ!

    아 근데 원레 실험 이산화 망간있는거 말이에요.

    이산화망간하고 뭐에요? 물이에요?

    옆에있는수조에서 물이 올라온거에용?

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2011.09.22 18:15 신고

      밑의 실험 그림을 말씀하시는 건가요?
      왼쪽의 삼각플라스크에는 과산화수소가 들어있고 그 안에 이산화망간(가루처럼 보이죠?)이 들어있는 거랍니다. 옆에있는 수조에서는 물이 올라온 것이 아니라, 산소 기체가 올라온 것입니다. 이렇게 수조를 통해 기체를 모으는 방법을 수상치환이라고 부른다는 것도 참고하세요^^

    • 과학 소녀♥ 2011.09.27 02:35

      아 ㅎㅎ 감사합니당! 수상치환알죵 ㅎㅎ 산소가 물에 잘안녹아서 그렇게 햇다나 머라낭ㅋㅋ 어쨋든 좋은 정보감사합니당♥.♥

  4. 인간이 2012.02.24 10:20

    근데 과산화수소화학식은 H202아닌가요? 과산화수소의 촉매분해 화학반응식에서앞에 붙어있는 2자는 뭐에요?

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2012.02.26 11:00 신고

      말씀하신대로 과산화수소의 화학식(분자식)은 H2O2 입니다
      화학반응식이란건 화학 분자들이 서로 반응할때의 결과를 나타낸거고요 여기서 유의해야될게 반응할때 분자가 한개가아니라 여러개가 필요할때가 있답니다
      2H202처럼 과산화수소의 분자식 앞에 2는 과산화수소의 분자 개수를 의미합니다 그래서 이 화학반응식에서 과산화수소 분자수는 2개가 필요한게됩니다
      화학반응식을 만들때 원자의개수에 신경써야하는것도 이런이유인데 자세하게 알고싶으시면 화학반응식에 대해 검색해보시면 되요^^

  5. gf 2013.08.15 09:22

    저는 지금 중학교에 재학 중인 여학생인데요 제가 학교의 과학 동아리에서 활동하고 있거든요 이 실험을 하게 됬는데 저 동영상이 정리가 잘 되있어서 참고 파일로 넣고 싶어요 가능할까요?

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2013.08.15 21:58 신고

      동영상에 출처가 써있으니까 학습용으로 맘대로 쓰셔도 괜찮으실 것 같아요^^ 동아리 활동 열심히 하세요~ㅎㅎ

  6. gamsagamsa 2015.08.12 16:35

    공부할 때 참고하겠습니다~!!!

    perm. |  mod/del. |  reply.
  7. BlogIcon Revodix marketing 2020.09.24 12:55 신고

    공감가는 글 잘 보았습니다^^
    연구에 필요한 것이 있으면 도움이 되고싶네요
    구독하고 갑니다~!

    perm. |  mod/del. |  reply.

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탄산수소나트륨의 열분해 실험


물질 변화는 물리 변화와 화학 변화로 나뉘고,
화학 변화는 다시 화합, 분해, 치환 반응으로 나뉩니다.
또다시 분해는 열분해, 촉매 분해(과산화수소의 촉매 분해 실험), 전기 분해로 나뉩니다.

이번 포스트에서는 열분해에 대해 다루겠습니다.

 



* 분해(decomposition) 
 한 종류의 화합물이 두 종류 이상의 다른 물질로 나누어지는 변화.

 


분해 반응의 한 가지인 열분해는 화합물이 열에 의해 분해되는 반응을 뜻합니다.

ex)
산화은 → 은 + 산소
산화수은 → 수은 + 산소
탄산칼슘 → 산화칼륨 + 이산화탄소
염소산나트륨 → 염화나트륨 + 산소
탄산수소나트륨 → 탄산나트륨 + 물 + 이산화탄소

탄산수소나트륨의 열분해에 대한 실험 영상을 볼까요?

 

1. 시험관에 탄산수소나트륨을 넣어 유리관이 연결된 고무마개로 막습니다.
2. 스탠드에 시험관 입구가 낮도록 기울여서 고정시킵니다. (시험관이 깨지는 것을 방지하고, 물을 모으기 위해)
3. 다른 시험관에 석회수를 담아 유리관으로 연결시킵니다.
4. 탄산수소나트륨이 들어있는 시험관을 가열합니다.
5. 가열하는 동안 발생하는 기체를 석회수에 통과시키면서 관찰합니다. (이산화탄소 발생 확인)
6. 가열된 시험관을 냉각시킨 후, 시험관 안쪽벽에 묻어있는 액체물질에 푸른 염화코발트 종이를 대어봅니다. (물 발생 확인)
7. 탄산수소나트륨과 시험관 속에 남아있는 고체물질을 적은 양의 물에 각각 녹여봅니다. (성질 확인)

 



석회수에 통과시키면 뿌옇게 되죠. 이산화탄소를 확인할 수 있습니다.
푸른 염화코발트 종이가 붉은색으로 변합니다. 이 발생된 것을 알 수 있습니다.
탄산수소나트륨은 물에 녹지만, 시험관 속에 남아있는 고체물질은 물에 녹지 않습니다.
화학 변화로 인하여 성질이 바뀌었다는 걸 알 수 있습니다.
이때 이 고체물질은 탄산나트륨입니다.

정리)
탄산수소나트륨 열분해 화학 반응식:

탄산수소나트륨 → 탄산나트륨 + 물 + 이산화탄소
2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2

Comments

  1. ㄱㅅ 2011.09.21 18:16

    감사합니다 시험공부하는데 도움이 많이 되네요

    perm. |  mod/del. |  reply.
  2. Amy 2011.09.21 20:07

    thank you♡

    perm. |  mod/del. |  reply.
  3. 과학소녀♥ 2011.09.22 03:56

    감사해요~이거 배우고 있는데 탄산나트륨에 대한 확인은 자세히 안나왓었는데...ㅎㅎ감사합니다!!

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2011.09.22 18:16 신고

      ㅎㅎ도움되셨다니 기분이 좋습니다!! 공부 열심히 하세요~^^

  4. Nami 2011.09.25 15:06

    wow

    perm. |  mod/del. |  reply.
  5. 와우!!! 2011.11.08 23:13

    와너무잘되어있네요!!!

    perm. |  mod/del. |  reply.
  6. BlogIcon Sam 2012.01.10 15:53

    Awesome !

    perm. |  mod/del. |  reply.
  7. lizzy 2013.05.09 00:05

    is good

    perm. |  mod/del. |  reply.
  8. jinneupot 2021.05.27 15:44

    좋아요

    perm. |  mod/del. |  reply.

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해외 인터넷 뉴스 사이트 MSNBC에 올라온 투명망토 개발에 관한 기사 원문을 해석해봤습니다.
많이 부족하지만, 최대한 의역을 줄이고 기사 원문의 본래 의미에 어긋나지 않도록 노력했어요
투명망토에 대한 한국의 인터넷 기사를 보니까, 좀 한심하더군요
죄다 같은 내용의 기사를 여러 사이트에서 그대로 스크랩한 거에 지나지 않던..;;
하지만 원문은 그렇게 짧지도, 간단하지도 (해석이 쉽지도..) 않더라구요
일단 출처 밝힐게요~ MSNBC 'Invisibility' cloak



투명망토, 물체를 보이지 않게 하다
사람의 눈에 보이는 전체 스펙트럼에 작용하는 메타물질을 이용한 첫 테스트

 

 

그림의 단면에 나타나는 실생활의 투명망토, 사람의 시각으로부터 물체를 숨길 수 있다.


연구진들은 빛이 반사될 때 빛의 방향을 조작함으로써, 작은 물체를 숨길 수 있는 투명망토를 연구해왔다. 이것은 메타물질(복잡하고 인위적인, 사람의 눈에 보이는 전체 스펙트럼에 작용하는)로 만들어진 첫 투명망토이다.

버클리 대학에서 박사과정을 끝낸 연구진 Majid Gharghi의 말에 따르면, 연구진들이 개발하고 테스트한 이 망토는 아주 작은 물체(넓이 0.000024인치, 높이 0.000012인치)를 가릴 수 있다고 한다. 대략 적혈구 크기 또는 머리카락의 100분의 1만한 크기다.

 


지금까지, 이처럼 메타물질로 만든 망토는 물체를 오직 전자적 스펙트럼(우리 눈이 볼 수 있는 범위 밖)의 한정된 부분으로만 가릴 수 있었다. 또 다른 고안물의 종류인 방해석 결정 프리즘은, 백색,전체 스펙트럼,빛 3가지 중 하나를 통해 물체를 숨기는 데 사용되었다. 하지만 이 방법은 빛의 파장이 특정한 각에만 닿거나, 똑바른 방향으로 편광될 때에만 가능하다.

특정한 각만이 아니라 모든 뚜렷한 빛의 범위(전체 스펙트럼)에 작용하는 이 망토는, 위에 작은 구멍들이 있는 규소 산화물 층으로 이루어진 규소 질소화물로 만들어져있다. 이 규소 질소화물은 특별한 패턴의 구멍들(holes)로 선명하게 새겨져 있다. 신중하게 계산된 사이즈 때문에, 이 구멍들은 빛이 구멍들(holes)을 포함한 층을 통과할 때 빛의 속도를 바꿀 수 있게 한다. 이를 통해 엔지니어들은 우리의 시각을 조작할 수 있게 된다.

 


"우리가 보는 것은 단지 빛만 있는 것이 아니라, 빛이 환경에 작용하는 방식에 따른 것이다." 연구가 이루어진 버클리 대학의 대학원생인 Chris Gladden이 말했다.

미시적인 구멍들(holes)의 패턴은 본질적으로 재구성한다 -물체에 반사된 빛이 처음부터 아예 반사되지 않은 것처럼 착각을 일으켜, 우리의 눈이 사물을 보지 못하게 속이는 것이다.

적어도 이론상으로는, 이 접근법으로 더 큰 물체도 투명화할 수 있다.

"지금 과제는 투명망토를 크게 만드는 것이다. Majid와 내가 만든 이 망토는 대략 7000개의 구멍들(holes)로 이루어져 있다." 라고 Gladden이 말했다.

이런 미시적인 망토를 만드는 것은 일주일이 걸린다. 망토의 스케일을 키울 수 있겠지만, 그러기 위해 요구되는 시간이 결국 이 프로젝트를 불가능하게 만들고 말 것이라고 그들이 말했다. 하지만, 개발되는 몇가지 기술들이 시간을 절약할 수 있을 것이다.

또다른 물류상의 문제: 이 투명망토가 가리려는 물체보다 훨씬 커야한다라는 것이다. 그렇지만, 이 망토는 투명화 기술에 있어서 한발짝 나아간 것이다. 이 연구는 <Nano Letters> 라는 정기 간행물에 실린다.

 


Comments

  1. BlogIcon 포스티 2011.08.06 16:26

    ㅎㅎ 기발하네요..
    해리포터에 나오는 그 투명망토... 정말 있었으면 하는 생각이 드는 망토죠 ㅎㅎ

    perm. |  mod/del. |  reply.
  2. BlogIcon Nekoieye 2011.08.06 18:12 신고

    ㅎㅎ; 원리를 이용한 장치군요. 돈이 좀 들겠군요.

    perm. |  mod/del. |  reply.
  3. BlogIcon chanyi 2011.08.06 21:18 신고

    돈을 벌어야쥐..*^^*

    perm. |  mod/del. |  reply.
  4. BlogIcon 해피프린팅 2011.11.23 10:06 신고

    투명 망토 개발 기사를 잘 해석해주셨네요!
    덕분에 투명 망토에 대해 더욱 자세한 사실을 많이 알게 되었습니다 ^^
    포스팅 잘 보고 갑니다 :)

    perm. |  mod/del. |  reply.
    • BlogIcon MOLA. 2011.11.23 21:24 신고

      저에게 너무 과분한 칭찬입니닷 하하;;
      댓글 감사드려요^^

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보일의 J자관 실험.

보일의 법칙과 관련된 실험이지만 내가 관심 가진 이유는 물질관에 있다.

아리스토텔레스의 연속설이 아닌, 데모크리토스의 입자설을 인정한 실험이기도 해서이다.

이 실험이 왜 입자설을 증명해주는지 의문을 가지게 되어서 찾아보았다.

아직 확실하게 이해된 건 아니지만,

일단 최선을 다해서 설명해보기로 한다.

J자관 실험에서, 처음 수은 기둥의 높이는 왼쪽이나 오른쪽이나 똑같다.

 

높이가 같다는 것이 어떤 의미이냐면,

바로 압력이 같다는 것.

즉, 왼쪽 기둥과 오른쪽 기둥에 작용하는 기체 압력이 같다는 것.

그림으로 알아보자.

 

왼쪽 수은기둥을 누르고 있는 기체 내부 압력이 없다고 가정하자.

그러면 어떻게 될까?

오른쪽 기둥을 누르고 있는 대기압에 의해 왼쪽 수은 기둥의 높이가 계속 쭉쭉~ 올라갈 것이다.

 

하지만 실제로 위 그림처럼 높이가 일정한 이유는

오른쪽 대기압을 버틸 만한 힘, 즉 왼쪽 수은기둥의 기체 내부 압력이 존재하기 때문이다.

 

대기압은 1atm이므로, 왼쪽의 기체 내부 압력 역시 1atm으로 똑같이 수은을 밀고 있다는 것을 알 수 있다.

[대기압 = 기체 내부의 압력]

간단하게 말하면 대기압과 기체 내부 압력이 서로 평형을 이룬 상태.

  

이제 실험하자..

오른쪽 입구로 수은을 추가해보자.

당연히! 수은의 양이 많아지고, 수은의 높이가 올라간다.

이 때 중요한 것!! 바로 수은의 높이.

왼쪽 기둥과 오른쪽 기둥의 높이가 다르다.

여기서 중요하고도 간단한 질문을 해 볼 수 있다.

왜 왼쪽과 오른쪽 기둥의 높이를 다른 걸까?

어째서 왼쪽과 오른쪽의 기둥의 높이가 같지 않을까?

 

위 그림은 잘못된 그림. 실제 실험결과가 당연하지 않다는걸 설명하기 위해 첨부함.

실제로 수은을 부으면 아래 그림처럼 높이가 다르게 된다.


천천히 생각해보자.

 

첫번째 질문.

"수은을 추가했더니, 왼쪽 수은 기둥이 올라간 이유는?"

답: [왼쪽 기체 내부의 압력 > 오른쪽 기둥의 대기압 + 추가된 수은의 힘]

설명:

수은을 추가하기 전, 왼쪽과 오른쪽 압력의 크기가 같았는데,

수은을 추가하면서 오른쪽 압력의 크기가 왼쪽보다 커지면서

왼쪽 수은이 밀린거다.

 

 

두번째 질문.

"왼쪽 수은이 더 이상 올라가지 않은 이유는? (오른쪽과 높이가 같아질때까지 계속 올라가지 않는 이유는?)"

일단, 더 이상 높이 변화가 없다는 건,

[왼쪽의 압력 = 대기압 + 추가된 수은의 힘]

이라는 말이다.

압력이 서로 평형을 이루니까 수은의 높이가 더이상 변하지 않는 것.

 

여기서 잠시.
보일의 법칙을 생각해보자.

보일의 법칙은 일정한 온도에서 기체의 압력과 그 부피는 서로 반비례한다는 내용이다.

수식으로 표현하자면 PV=k (P:압력, V:부피, k:비례상수)

쉽게 말하면, 기체의 부피가 줄어들면 압력이 증가한다는 것.

 

J자관 실험에서 보일의 법칙과 관련하여 생각해볼 수 있다.

수은이 추가된 상태에서, 어째서

[왼쪽의 수은 기둥의 기체 내부 압력 = 오른쪽 대기압+추가된 수은의 힘]

이 되는지 보일의 법칙을 통해 설명할 수 있는 것이다.

 

수은을 추가하자 압력을 서로 맞추기 위해 왼쪽 기둥의 수은 높이가 올라간다.

그렇게 되면 왼쪽 수은 기둥 내부의 기체 부피가 줄어드므로,

그 기체의 압력은 증가하는 것이다.

부피가 줄어들수록 압력이 증가하게 되므로,

오른쪽 압력과 같아질 때까지만 부피가 줄어드는(높이가 올라가는) 것이다.

그렇기 때문에 수은 기둥의 높이가 어느 정도 이상으로는 더이상 올라가지 않는 것이다.

 

이제 실험에 대한 설명은 끝났다..

가장 중요한 게 남았는데, 내가 보일의 J자관 실험에 관심을 가진 이유.

이게 왜 데모크리토스의 입자설을 증명하는 건데?

아마도 이렇게 생각해야 할 것 같다.

보일의 J자관 실험을 설명하기 위해서는, 데모크리토스의 입자설이 필요한 것.

아리스토텔레스의 연속설로는 이 실험을 설명할 수 없지만

입자설을 이용하면 설명할 수 있었던 거다..

 

연속설이 맞았다면 추가된 수은기둥의 높이는 왼쪽 오른쪽 모두 같을 것이다.

높이가 다를 이유가 없기 때문. 단지 왼쪽 기둥의 기체의 농도가 진해졌을 뿐이니까.

 

하지만 실험결과는 수은기둥의 높이가 어느정도까지만 올라갔다.

입자설을 통해서 충분히 설명 가능.

기체가 입자로 이루어졌다면, 그러니까 공기는 입자와 그 입자가 운동할 수 있는 빈 공간으로 이루어졌다면,

보일의 법칙이 설명되고, 그걸 통해 보일의 J자관 실험 역시 설명되는 것.

결과적으로 이 실험은 물질이 입자로 되어있다는 것(입자설)을 증명한 게 된 것이다.

Comments

  1. 2011.08.06 18:32

    비밀댓글입니다

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  2. Hohen 2011.09.14 22:22

    보일의 법칙은 여러가지 방법으로 증명될 수 있다고 들었는데..
    이 방법이 가장 마음에 드네요

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  3. 지나가는 중2학생 2012.04.02 22:53

    아아 정말좋은 정보입니다!
    조금만 더 여쭈어봐도 괜찮을련지요....ㅎㅎ
    중2학생이고 지금 배우는 단원이라 흥미가많습니다
    보일이 이 실험을 증거로 원소설을 증명했다고하는데
    입자(원자)설은 증명할수있지만 원소설은 어떻게 증명하죠?

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    • BlogIcon MOLA. 2012.04.07 21:40 신고

      보일이 원소설을 증명했다기보다는 음.. 이 실험을 통해 원소설을 제안했습니다. 여기서 말하는 원소설은 아리스토텔레스의 4원소설같은 물질관이 아니라, 입자론에 근거한 근대적인 원소설(물질은 더이상 분해되지 않는 원소로 이루어졌다는)을 뜻합니다.
      보일이 현대적인 원소개념을 처음으로 주장했고, 그 원소설을 라부아지에가 물분해실험으로 증명하여 확립했다고 보는게 맞아요^^

      지금처럼 공부 열심히 하세요~^^ 중학교 때 열심히 할껄.. 전 요새 이런 생각이 자꾸 드네요ㅠ

  4. BlogIcon 입자설 배우고 있는중이. 2013.04.05 18:40

    좋은 정보들이 많네요... 근데 제가 수준이 안되서 그런지 몰라도 좀 이해가 잘 안되네요... 동영상도 있으면 훨씬더 좋았을텐데... 어쨌든 많은 도움됬읍니다.~!!! 근데 원소기호 잘 외우는 방법은 머져?

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    • BlogIcon MOLA. 2013.05.04 21:33 신고

      다음엔 동영상 자료도 올려드릴게요^^
      지금 중학생이라고 하신데,, 원소기호 20번까지는 고등학교에서도 계속 쓰이니까 꼭 외워두길 추천할게요ㅎㅎ!! 저같은 경우는 그냥
      <수헬리베 붕탄질산 플네나마 알규인황 염아카칼> 이렇게 달달 외웠어요~

  5. Andrew 2014.04.12 17:18

    감사합니다

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  6. 중2학생 2014.04.27 21:57

    와...이해가 안가던도중에 이거보고 이해 진짜잘가네요 진짜 감사해요 ㅜㅜㅜㅜㅜ

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  7. 리나 2015.02.04 01:08

    보일의 J자관 실험이 입자설을 증명하는 것에 대한 것입니다. 혹시 단순하게 생각하자면 이런건가요?
    일단 공기의 부피가 줄어든다는 것은 빈 공간이 있다는 것이고 우리는 물질이 입자로 되어 있다라고 하면 아무리 붙어 있더라도 빈 공간이 존재하게 되기 때문에
    물질은 입자로 되어 있다 라고 할수 있는 건가요?

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    • BlogIcon MOLA. 2015.02.05 23:12 신고

      단지 공기의 부피가 줄어들어서가 아니라, 일정량 이상의 압력을 가했을 때(일정량의 수은을 부었을 때) 공기의 부피가 증가한 압력만큼 줄어들었기 때문입니다.
      제가 글에서 따로 설명하진 않았는데 기체의 압력에 대한 정의를 찾아보시면 더 쉽게 이해되실 듯 싶어요

  8. ㅁㄴㅇㄹ 2016.03.17 10:22

    혹시 왜 물 대신 수은을 사용하는지 여쭤봐도 될까요?

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  9. ㅇㅇㄴㅇ 2016.09.04 10:42

    과학선생님께서 보일의 법칙에 관한ppt를 만들라고 하셨는데 출처를 밝히고 사용해도 될까요?

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  10. 소녀 2017.09.17 20:25

    "ㅁㄴㅇㄹ"분께,
    수은 말고 다른 액체로도 할 수 있으나 적은 양만으로 커다란 압력변화를 줄 수 있는 수은이 제일 적절하다고 합니다~

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  11. 2017.10.08 14:18

    비밀댓글입니다

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  12. 2020.03.26 21:07

    실험 이름이 J자관인가요?

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