반응형 전체 글57 표면장력 오늘은 유체역학에서 기본인 표면장력에 대해서 알아보는 시간을 갖겠다. 표면장력(surface tension)은 액체의 표면이 스스로 수축하여 되도록 작은 면적을 취하려는 힘의 성질을 뜻한다. 가장 쉬운 예를 들면, 소금쟁이와 같은 곤충이 물 위에 걸을 수 있는 것도 이 속성에서 비롯된다. 또 다른 예를 말하자면, 바늘 등의 금속 물질, 포일 조각, 면도 칼날과 같은 조그마한 물체들이 물 표면 위에 뜨는 것을 들 수 있다. 이는 모세관 현상과 밀접한 관계가 있다. 분자 사이에 작용하는 힘에 따라 분자가 서로 응축하려고 하면서 모이고, 이러한 결과 표면적이 적은 원 모양이 되려고 한다. 물방울이나 비눗방울이 둥근 것도 표면장력의 원리에 따른 것이라고 볼 수 있다. 표 표면장력은 온도가 오르면 낮아지는 특성을.. 2022. 8. 6. 공동현상에 대해 알아보자. 오늘은 유체역학에서 공동현상에 관하여 알아보자. 공동현상 또는 캐비테이션(cavitation)은 유체의 속도에 의한 압력변화로, 유체 내에서 공동이 생기는 현상을 말한다. 공동현상은 빠른 속도로 액체가 운동하고 있을 때, 액체의 압력이 증기압 이하로 낮아져서 액체 내에 기포가 발생하는 현상을 뜻한다. 기포가 벽에 부딪히면 소음이나 부식 등이 나타나므로 공동현상을 최대한 피하도록 설계하는 것이 중요하다. 공동현상이란 문자 그대로 이해하면 물속에 빈공간(공동, cavity)이 생긴다는 뜻이다. 이렇게 부르는 것은 물과 수증기의 밀도의 비가 약 1000:1인 것을 감안할 때 공동의 내부는 역학적 관점에서 상대적으로 빈곳이라고 부를 수 있기 때문이다. 프로펠러를 예를 들어 설명하면, 압력이 낮아지면서 공기 방울.. 2022. 8. 2. 에너지 보존 법칙(3) 2022.08.25 - [유체역학] - 유체란 무엇인가? 지난 시간에 이은 마지막 에너지 보존 법칙에 관한 설명이다. 에너지 보존의 법칙은 20세기에 들어와서 질량-에너지 보존의 법칙으로 거듭나게 되는데, 이는 중성자의 발견과 함께 시작된다. 이탈리아의 페르미는 중성자의 발견과 동시에, 중성자를 원자핵에 충돌시켜 하나의 원소를 다른 원소로 변환하는 연구를 시작하였다. 1938년 독일의 오토 한과 슈트라스만이 페르미의 실험을 해석하였는데 이는 초우라늄원소가 아니라 우라늄이 정확히 두 개로 분열되고 그사이에 미세 질량들이 소멸하여 에너지가 발생하였다는 것을 밝혀냈다. 그들은 원자핵 분열 현상이라고 불렀다. 그 후 알버트 아인슈타인은 질량들은 질량에 광속에 제곱을 곱한 것과 같은 에너지를 가진다고 증명하여 질.. 2022. 8. 1. 에너지 보존 법칙(2) 지난 시간에 이어서, 에너지 보존 법칙에 관하여 설명하도록 하겠다. 1840년대 줄이 열의 역학적 이론을 천명함으로써 에너지 보존 원리와 역학적 설명 프로그램 사이에 연결고리가 마련되었다. 1840년대 초 줄의 연구는 전기장치의 개선과 전기화학에 집중되어 있었다. 패러데이와 데이비는 화학적 친화성의 전기이론을 정식화하려 했으며, 줄은 이 전기이론을 더 다듬어 상호변환과 정량적인 동등함을 밝힘으로써 전기 현상과 화학 현상과 열 현상을 통합하려 했다. 줄은 역학적 열과 일 사이의 정량적 관계를 측정하기 위해서 역학적 일로부터 전류를 만들어내고 다시 이로부터 열을 만들어내는 전기장치를 고안했다. 이 전기 장치를 사용하여 열과 역학적 일 사이의 수치적 관계를 계산할 수 있었다. 줄은 곧 역학적 일이 마찰로 직접.. 2022. 7. 31. 에너지 보존 법칙(1) 에너지 보존 법칙에 관하여 설명해보자. 에너지 보존 법칙에 따르면 에너지는 형태를 바꾸거나 다른 곳으로 전달할 수 있을 뿐이며, 생성 또는 사라질 수 없다. 따라서, 항상 일정하게 유지된다는 것을 가정한 것이다. 예를 들어 설명하면, 화약의 화학에너지가 총알의 운동에너지로 변환되어 힘을 받는 것, 그리고 롤러코스터에서 중력에 의한 에너지가 운동에너지로 변환되는 것이 그 예이다. 20세기에서 에너지 보존 법칙은 아인슈타인의 특수 상대성이론을 통해 질량-에너지 보존 법칙으로 확장되었다. 특수 상대성이론에 따르면 질량은 에너지의 한 종류이고 기준 관성계에 따라 측정되는 값이 다를 수는 있지만 같은 관성계에서 시간의 변화에 대해서 불변이다. 열역학에서의 에너지 보존 법칙은 열역학 제1 법칙이라고 불린다. 에너지.. 2022. 7. 30. 브라운 운동이란?? 브라운 운동(Brownian motion)은 액체나 기체 속에서 미소입자들이 불규칙하게 운동하는 현상으로, 스코틀랜드의 식물학인 로버트 브라운(Robert Brown)이 발견하였다. 로버트 브라운은 식물의 수정과정을 연구하기 위해 물에 띄운 꽃가루 입자를 관찰하던 중, 꽃가루 입자가 물위를 끊임없이 불규칙적으로 운동하는 현상을 관찰하게 된다. 이러한 현상은 브라운 이전에 다른 사람들에 의해서도 관찰된 현상이었으나 실제로 연구를 한사람은 브라운이 최초였다. 이전에는 이러한 운동을 하는 입자들을 스스로 액체 속에서 운동하는 살아있는 생명체인 ‘극미동물(anialcules)'로 생각해왔다. 하지만 브라운이 곱게 갈아낸 무기물, 유리, 금속, 바위 등을 액체에 뿌려 관찰한 결과 꽃가루와 똑같은 불규칙 운동을 한.. 2022. 7. 22. 이전 1 ··· 6 7 8 9 10 다음 반응형