온도에 따른 물의 밀도를 구하데 사용 하였다.
25℃에의 물의 밀도는 0.99707이었으며, 보간법을 이용하여 26℃와 27℃에서 물의 밀도를 구하여 에틸알코올의 밀도를 구하였다.
실험 방법은 유리관에 압력을 높였다 낮추었다를 반복하여 액주높이의 차이를 이용하였으며, 상대오차 평균이 약 3%정도로 비교적 실험값이 정확하게 나왔다.
이러한 높이 차이는 모세관 현상과 관련이 깊으며, 파스칼의 원리를 이용하여 측정하는 실험이었다. 모세관현상(모관현상)과 파스칼의 원리는 질문사항에서 조사했던 바와 같다.
모세관현상은 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 일어난다. 수은과 물에 유리관을 넣었을 때, 수은은 관과의 부착력보다 응집력이 더 강하기 때문에 액면이 볼록해진다. 반면, 물은 응집력보다 부착력이 더 강하기 때문에 액면이 오목해진다. 표면이 볼록하면 관 안의 액면이 바깥의 액면보다 낮아지고, 오목하면 관 안의 액면이 더 높아진다. 즉, 수조에 담긴 물에 가는 관을 넣으면 관을 따라 물이 올라오게 된다. 반대로 수은은 더 내려가게 된다.
파스칼의 원리는
첫째, 정지하고 있는(정적평형을 유지하는)유체의 압력은 그 표면에 수직으로 작용한다.
둘째, 정지하고 있는(정적평형을 유지하는)유체 압력크기는 모든 방향으로 같게 작용한다. 를 이용한 것이다.
※참고사항
에틸 알코올(에탄올)
사슬모양 탄화수소는 지방족 탄화수소라고도 하며 탄소의 수에 따라 붙여지는 이름도 달라진다. 에탄올은 지방족 탄화수소 화합물 중 탄소의 개수가 두 개인 에탄(C2H6)에 수소원자가 히드록시기(-OH)로 치환된 화합물로 지방족 탄화수소 유도체이다. 무색이고 독특한 향기가 나는 액체로 녹는점은 -114℃, 끓는점은 78℃이며 마취성이 있다.
알코올은 분자 사이에 수소결합(hydrogen bond)을 형성하는 특징이 있어 같은 탄소수의 에탄의 끓는점이 -89℃인 것에 비하면 에탄올의 끓는점은 월등히 높으며 작용기로 히드록시기를 갖는 알코올은 매우 안정적인 화합물이라 할 수 있다. 또한 알코올의 작용기인 히드록시기는 이온화하지 않으므로 알코올은 중성물질이다.
에틸알코올의 비중값은 0.7893이므로 에틸알코올의 밀도는 현재온도의 에틴알코올 비중을 물의 비중으로 나눈 값이다. 에틸알코올의 밀도는 온도에 밀접한 영향을 받는 다고 할 수 있으며, 이번 실험에서도 비교 대상이 증류수 즉, 순수한 물을 대상으로 한 까닭도 그러한 이유 이다.