[알라딘서재]자유탐구 : 구름 만들기 실험 보고서 (첨부1)

자유탐구 : 구름 만들기 실험 보고서 (첨부1)ｌ마이리스트

fvdjk () l 2015-08-07 10:04

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자유탐구 : 구름 만들기 실험 보고서 (첨부1)

구름 만들기 실험 보고서 , 구름 수증기

구름만들기

1.실험목적:

1.수증기의 응결 과정을 통해 구름이 만들어지는 원리를 알아본다.

2.공기의 상승으로 인해 구름이 생성되는 원리를 알아본다.

2.실험 과정:

1.왼쪽의 그림(그림상으로는 공기펌프이지만 우리 학교에서는 피스톤을 사용함) 과 같이 둥근 플라스크 안에 물을 조금 넣고 온도계와 주사기를 장치한다.

2.주사기의 피스톤을 갑자기 뒤로 잡아당겨 플라스크 안의 공기를 팽창시키면서 내부상태와 온도의 변화를 관찰한다.

3.주사기의 피스톤을 갑자기 밀어 플라스크 안의 공기를 압축시키면서 내부상태와 온도의 변화를 관찰한다.

4.플라스크 안에 향 연기를 조금 넣은 후 위의 과정을 반복하여 변화를 관찰함.

3.실험 결과:

1. 플라스크 속에 물을 조금 넣어 주는 까닭은 공기 중의 수증기량을 증가시켜

응결이 쉽게 일어나도록 하기 위해서이다.

2. 플라스크 속의 공기를 갑자기 압축시킬 때

~ 압축 전의 온도는 22℃, 압축 후의 온도는 22.8℃였다.
→ 플라스크 속의

온도는 0.8℃ 상승하였다.

~ 플라스크 속에는 온도만 상승하였을 뿐 다른 변화는 일어나지 않는다.

~ 자연 상태에서 공기가 하강하면 압축되고 공기의 온도는 높아져서 수증기의

응결 현상이 나타나지 않으므로 구름이 생기지 않는다.

3. 플라스크 속의 공기를 팽창시킬 때

~ 팽창 전의 온도는 22.5℃, 팽창 후의 온도는 21.8℃였다.
→ 플라스크 속의

온도는 약 0.6℃낮아졌다.

~ 플라스크 속의 온도는 낮아지고 플라스크 내부가 약간 뿌옇게 흐려진다.

~ 자연 상태에서 공기가 상승하면 팽창되고 공기의 온도는 낮아져서 수증기의

응결 현상이 나타나므로 구름이 생기게 된다.

4. 향의 연기를 넣었을 때

~ 향의 연기는 흡습성이 있으므로 수증기가 물방울로 될 때 좋은 응결핵의

역할을 한다.

~ 향의 연기를 넣으면 향의 연기가 없을 때보다 수증기의 응결이 잘 일어나

플라스크 속이 더욱 뿌옇게 흐려진다.

5. 공기가 상승하면 기압이 낮아지므로 부피가 팽창하여 온도가 내려간다.
그

결과 공기 중의 수증기는 응결되어 작은 물방울이나 얼음 알갱이가 만들어

지는데, 이것이 하늘에 떠 있는 구름이다.

4.결과에 대한 질문들.

1.피스톤을 밀어 넣으면 플라스크 안은 온도가 올라가면서 맑아진다.

온도가 왜 올라가나

왜냐하면 열과 일은 서로 변환될 수 있는 에너지이기 때문이다.

외부에서 사람이 플라스크 안의 공기를 압축시키는 일을 해주면 공기는 이 일을 열로 변환시켜 온도를 높인다.(단열 압축으로 기온 상승)

2.피스톤을 갑자기 잡아 당기면 플라스크 안은 온도가 내려가면서 뿌옇게 흐려진다.
온도가 왜 내려가나

압축되었던 공기가 팽창되면서 외부 공기를 밀치는 일을 한다.
일을 하는 만큼 공기의 온도는 낮아진다.(단열 팽창으로 기온 하강)

3.플라스크 속에 물을 약간 넣어주는 이유는 무엇인가

공기중의 수증기량을 증가시켜 응결이 쉽게 일어나도록 하기 위해서이다.

4.향의 연기를 넣었을 때, 실험이 더 잘되는 이유는 무엇인가

향의 연기는 수증기가 물방울로 될 때 응결핵의 역할을 하기 때문이다.

3.공기 덩어리가 위로 올라가면 기압이 낮아지기 때문에 단열 팽창된다.(수소 풍선이 위로 올라가 부피커져 터지는 것으로도 알 수 있다.)

5.실험시 유의 사항.

1.플라스크 속의 공기를 강하게 압축시킨 후 시간이 조금 지난 후 갑자기 팽창시킨다.

2.주사기는 되도록 큰 것을 사용하고 피스톤을 움직일 때 빠르게 움직인다.

3.공기가 새지 않도록 고무관과 고무마개를 잘 막는다.

4.실험을 할 때에는 플라스크에 물을 넣고 잘 흔든후 겉면을 깨끗이 닦는다.

6.이론으로 알아보는 실험정리.

수증기를 포함한 공기가 상승 기류가 되어 상승하면, 주위에서 받는 압력이 적어져 단열 팽창(기체가 외부로부터 열을 받지 않고 팽창하는 현상)을 하므로 온도가 낮아진다.
따라서 습도가 높아져 포화 상태에 도달하므로 수증기는 응결하여 작은 물방울이 되고 높은 곳에서는 승화하여 얼음 알갱이가 된다.
이 물방울과 얼음 알갱이가 하늘에 떠 있는 것이 구름이다.

7.구름의 종류.

8.교과서 외의 구름과 관련한 지식들.

1.공기 덩어리가 위로 올라가면 온도가 얼만큼 낮아지나

보통 불포화된 공기는 100 m 올라갈 때 마다 1 oC 씩 낮아진다.( 건조 단열 감률 = 약 1oC/100 m )

2.상대 습도가 100 % 인 포화공기는 100 m 올라갈 때 마다 0.5 oC 씩 낮아진다.( 습윤 단열 감률 = 약 0.5 oC/100 m )

3.습윤 단열 감률이 건조 단열 감률보다 작은 이유는 수증기를 많이 포함할수록 응결될 때 수증기가 내놓는 액화열이 더 많이 방출되어 주위 공기를 데우므로 기온이 덜 내려가기 때문이다

2.구름은 어떤 과정을 거쳐 만들어지나

1.수증기를 포함한 공기 덩어리가 산 비탈면을 타고 위로 올라간다.

2.위로 올라갈수록 기압이 낮아 공기 덩어.. (첨부1)

..... (중략:첨부파일 클릭 바랍니다)

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