본문내용
1. 실험 목적 및 이론
1.1. 밀도와 비중의 개념
밀도와 비중의 개념이다. 밀도는 물체의 단위 부피당 질량으로 정의된다. 즉, 밀도=질량/부피이다. 물체의 밀도는 보통 g/cm³ 또는 g/mL로 나타내며, 온도에 따라 달라진다. 따라서 밀도를 기록할 때는 반드시 온도도 함께 기록해야 한다. 비중은 어떤 물질의 밀도와 기준물질의 밀도비이며, 일반적으로 고체와 액체는 4°C의 물, 기체는 같은 온도와 압력에서의 공기를 기준으로 한다. 비중은 단위가 없는 무차원수이다. 밀도와 비중은 측정단위와 기준물질 차이로 구분되지만, 물질의 고유특성을 나타낸다는 점에서 유사하다. [1,2,3]
1.2. 유효숫자의 개념
측정값에서 얻은 숫자는 여러 요인으로 인해 언제나 약간의 불확실성을 가지고 있다. 이때 보고한 수의 마지막 숫자는 항상 불확실성을 갖고 있는데, 이러한 불확실한 자리의 숫자를 포함한 측정값의 모든 숫자를 유효숫자라고 한다. 유효숫자 개수는 측정값의 정확도를 나타내며, 유효숫자가 많을수록 정확도가 높다. 유효숫자 판별 시 0이 아닌 모든 숫자, 0이 아닌 수 사이에 있는 0, 소수점을 가진 수에서 마지막에 있는 0은 유효숫자에 포함되나, 0이 맨 앞에 있는 경우 소수점의 위치를 나타낸 것이므로 유효숫자에 포함되지 않는다. 측정값을 이용한 계산에서도 유효숫자의 규칙을 따라야 하며, 덧셈과 뺄셈의 경우 정밀도가 가장 낮은 측정값의 유효숫자와 같아야 하고, 곱셈과 나눗셈의 경우 계산 결과의 유효숫자가 계산에 사용한 값 중 정밀도가 가장 낮은 측정값의 유효숫자와 같아야 한다. 혼합 계산의 경우에는 사칙연산 순서대로 계산하되, 먼저 계산하는 연산자의 유효숫자보다 한자리 수를 반올림한 상태로 추가하여 계산해야 한다. 따라서 유효숫자 개념은 측정값의 정확도와 관련이 있으며, 정확한 실험과 계산을 위해 반드시 이해해야 할 중요한 개념이다.
1.3. 메스실린더 눈금 읽는 법
메스실린더 눈금 읽는 법이다. 메스실린더는 유리로 만든 기다란 원통형의 기구로 바닥이 넓고 평평하다. 용량의 종류는 5mL~2L까지 다양하며 mL 단위의 눈금이 새겨져 있다. 메스실린더의 눈금을 읽을 때는 액체 표면의 높이와 눈높이가 수평이 되도록 하고, 실린더에 표시된 최소 눈금의 1/10까지 읽어 정밀한 측정이 가능하게 한다. 특히 투명한 액체의 경우 메니스커스의 아래부분을 눈금에 맞춰 읽고, 색깔이 있는 용액은 메니스커스의 윗부분을 읽는다. 메니스커스란 용액의 표면이 액체의 표면장력에 의해 액면이 오목하거나 볼록한 형태로 나타나는 곡선을 말하며, 이를 고려하여 정확한 눈금 읽기가 필요하다.
1.4. 한국 유통 주화 현황
현행 한국 동전의 재질, 지름, 무게, 두께 등의 정보를 살펴보면 다음과 같다. 1966년부터 현재까지 유통되고 있는 10원 동전은 황동(Cu 65%, Zn 35%)으로 제작되며, 지름이 22.86mm, 무게가 4.06g, 두께가 1.60mm이다. 1972년부터 유통되고 있는 50원 동전은 양백(Cu 70%, Zn 18%, Ni 12%)으로 제작되며, 지름이 21.60mm, 무게가 4.16g, 두께가 1.60mm이다. 또한 1970년부터 유통되고 있는 100원 동전은 백동(Cu 75%, Zn 25%)으로 제작되며, 지름이 24.00mm, 무게가 5.42g, 두께가 1.75mm이다. 마지막으로 1982년부터 유통되고 있는 500원 동전 역시 백동(Cu 75%, Zn 25%)으로 제작되며, 지름이 26.50mm, 무게가 7.70g, 두께가 1.92mm이다. 이렇듯 한국에서 유통되는 주요 동전들은 주로 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등의 금속을 혼합하여 제작되며, 그 구성 비율과 규격이 다양하다.
2. 실험 방법
2.1. 동전의 질량 측정
잘 말린 10원짜리 동전 5개의 질량을 측정한다. 그 결과 20.397g, 20.395g, 32.577g, 32.582g으로 나타났다. 이를 통해 10원짜리 동전 1개의 평균 질량은 4.0758g이다. 잘 말린 50원짜리 동전 5개의 질량을 측정한 결과 20.759g, 20.758g, 33.270g, 33.268g으로 나타났으며, 이를 통해 50원짜리 동전 1개의 평균 질량은 4.15...
