*y(cm)t (sec)t2/2=(1/2)t2g (cm/s2)1100.4800.115956.5221080.4760.113955.7521060.4700.110963.6361040.4660.109954.1281020.4600.106962.2641000.4520.102980.392980.4470.100980.000960.4460.099969.697940.4430.098959.184920.4370.095968.421900.4320.093967.741'1. 자유낙하 (중력가속도 측정) 방법1' 결과보고서실험조작성자공동실험자학과실험일자(2007)13환경공학과10/04/01표1. 자유낙하 실험값일반물리실험실결과: g의 평균값 = ( 965.249 ) cm/s2오차 = ( -14.751 ) cm/s2*그래프1. 중력가속도를 구하기 위한 y 대 t2/2 의 그래프 (기울기가 g 값임)g = ( 909.090 ) cm/s2오차 ( 70.91 ) cm/s2검토: 실험 중에 오차가 발생한 이유를 간단히 설명하시오. 이론에서 나오는 이상적인 실험장소가 아니었기 때문에 (공기저항, 미세한 진동, 쇠구슬 충격판 위치 낙하된 위치) 참고로-여기서 충격판 낙하위치는 교수님께서 알려주신 사실입니다.{nameOfApplication=Show}
*일반물리실험실'7. 기주의 공명 (공기관)' 결과보고서[표 1] 스피커 진동수 f = ( 500 ) Hz , 온도 t = ( 19.0 ) oC실험조작성자공동실험자학과실험일자(2007)13조환경공학과03/1812345평균(cm)14.213.613.413.413.813.68(cm)47.647.547.747.347.647.54(cm)81.281.581.781.681.381.46(cm)33.86(cm)33.92(cm/s)33890(cm/s)3276.870*일반물리실험실▶ 검 토 (1) 음속(0 oC)의 문헌 값을 찾아 기록하라. 음속(0 oC)의 문헌 값 =( 33150 ) cm/s (2) 두 개의 스피커 진동수에 대한 기주공명 실험으로부터의 음속(0 oC) 결과가 크게 다르거나 문헌값과 크게 다르다면 그 이유를 나열하라. (즉, 오차의 원인 나열) 측정오차가 발생하는 원인중 한가지로는 문헌에서의 실험은 측정에서부터 디지털식으로 하지만 학교 실험은 아날로그식(사람의 감각의존)으로 하기 때문에 실험값에 오차가 난 것 같습니다. 두번째는 외부 환경으로 소리는 온도와 습도에 영향을 많이 받기 때문에 이러한 측정오차가 난 것 으로 생각됩니다.[표 2] 스피커 진동수 f = ( 700 ) Hz , 온도 t = ( 19.0 ) oC12345평균(cm)8.58.78.78.68.48.58(cm)33.533.333.233.433.333.34(cm)57.357.557.257.857.557.46(cm)24.76(cm)24.12(cm/s)34216(cm/s)33084.085{nameOfApplication=Show}
[ 환경정책론 발표연구 관련 보고서 ]- 홍 준 석 교수님 -? 팀 원구분이름학년학번팀내 역할1조팀장팀원팀원? 발표 주제(기후변화시대의 물 관리 방향은?)? 기후변화 시대. 수자원 확보는 곧 국가경쟁력이다. : 우리나라 現 물 저장시설 및 이용현황을 선진사례와 비교를 통해 미래방향을 제시한다.? 주제 선정 이유 :현재, 세계 곳곳에서는 환경오염을 비롯하여 기후변화로 인해 해수면 상승, 물 부족 심화, 사막화 현상 및 잦은 홍수와 가뭄 등 피해를 보고 있습니다. 특히, 물 부족현상의 심화는 인류의 생존과 연결되는 문제로써 21세기 가장 큰 문제로 자리 잡아 가고 있습니다. 대한민국 역시, 물 부족국가로 선정됨에 따라, 수자원확보에 총력을 기울이는 가운데, 물 저장 시설 설치 및 관리에 대해 부각됨으로서 위 주제를 선정하게 되었습니다. 따라서 우리는 現 대한민국의 물 저장·관리 정책 및 시설을 조사하고 선진사례와 비교를 통한 문제점 인식 및 미래방향을 제시 할 것입니다.? 발표 방향 및 목차 :물 부족 시대에 맞추어, 대한민국의 물 저장·관리 문제점을 인식하고, 선진사례를 통해, 물 저장·관리 시설 및 국가 정책을 비교 분석하고 그에 따른 장·단점을 알아본다. 이를 통해, 대한민국의 미래방향을 제시하고, 그에 따른 문제점 및 타당성 등을 토론함으로써 학문적 접근 및 시야확대를 목표로 한다.◆ 들어가기 앞서...18세기 산업혁명 이후, 세계는 눈부신 발전을 이룩하였고 농업의 생산성과 과학의 발전은 높아져 갔다. 하지만 무분별한 산업발전과 개발로 인해 환경오염문제가 야기되었고, 온난화 현상, 오존층 파괴 등 수 많은 기후변화가 발생하였다. 그로 인해 지구촌 곳곳에서 빙하가 녹고, 만년설이 사라지며, 해수면 상승으로 국가가 없어지는 등 많은 피해를 입고 있다. 또한 농산물생산 증가와 과학의 발전으로 인구가 계속적으로 증가하면서 환경오염은 더욱 심해져 갔고, 기후변화로 인한 물 부족현상으로 많은 인구가 고통 받고 죽어 가고 있다.20세기는 화석연료의 전쟁이었다면 21세기는 2007년 4차 보고서에서 기후모델을 이용하여 화산활동과 태양폭발만을 고려한 경우와 인간의 활동을 고려한 경우에 대해 20세기의 기온변화를 모의하고 실제 관측 치와 비교하는 연구를 통해 그림 1에서와 같이 지구온난화의 주요원인이 인간의 산업 활동임을 입증한 바 있다.또한 이 보고서에 따르면 과거 150년 동안 지구 평균 기온은 0.7℃가 올라가고, 해수면의 높이도 15cm가 상승했으며, 지금과 같이 화석연료에 전적으로 의존하는 산업화가 진행되는 최악의 시나리오에 따르면 21세기말 지구 평균 기온은 6.4℃, 해수면의 높이 59cm가 상승할 것으로 전망하여 식량생산의 감소, 수많은 생물종의 멸종, 극대 가뭄과 홍수가 빈발할 것으로 예상 된다. 기후변화의 증거는 이미 세계 곳곳에서 나타나고 있어 북극 빙하의 면적이 점차감소하고, 아프리카 킬리만자로의 만년설이 점차 사라지는 현상이 관찰되고 있으며, 최근 들어 이상홍수와 이상가뭄이 도처에서 동시에 발생하여 언론미디어의 중요뉴스가 되고 있다.한반도의 경우 지난 100년간 평균 기온이 1.5℃상승하여 지국 평균의 2배가 넘었으며, 해수면도 지난 40년간 22cm가 상승하여 지구평균에 3배에 달하는 것으로 조사되었다.(2005, 기상연구소) 1990년대 이후 집중호우의 빈도는 과거보다 2배 이상으로 증가하였고, 홍수로 인한 인명피해도 급속히 증가하고 있는 것으로 분석되었다. 또한 IPCC 4차보고서(2007)는 2100년도에 온도가 3°C 이상 상승할 경우, 전 세계 11-32억 명이 물 부족 영향의 영향을 받을 걸로 경고하였다. 또한 기후변화와 관련된 수온상승과 수량 변화에 따른 수질악화는 인간건강과 경제 및 수용력에 영향을 줄 것으로 예측됨으로써 더 이상 기후변화는 단순히 지켜볼 문제가 아닌 필수적으로 인류가 해결해야 할 부분이다.1-4) 「OECD 환경전망 2050」의 물 분야 내용 소개OECD 보고서는 크게 ①기후변화, ②생물다양성, ③물, ④보건환경의 4가지 주요이슈로 구분하여 작성되어 있으나 대부분의 환경문수의 이용이 곤란하다는 특성도 가지고 있다.둘째, 전국 60개 관측소 자료를 분석한 결과 지난 1973년부터 2007년까지 35년간 연강수량이 증가하였으며, 1995년 이후의 증가 경향이 더 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 특히, 2000년 이후에는 평균 1,400㎜ 이상을 유지하고 있고, 1,500㎜가 넘는 해도 있어 수자원장기종합계획상의 연강수량(1974~2003년 평균) 1,245㎜과 상당한 차이를 보이고 있다.이를 홍수기(6~9월) / 비 홍수기(1~5월,10~12월)로 나누어 분석한 결과, 비 홍수기에 비하여 홍수기에 더욱 급격한 증가추세를 보이며 계절별 강수량 편차가 심화되고 있는 것을 볼 수 있다.이는 연 강수량의 약 70%가 우기에 집중되는 여름에는 홍수가, 겨울과 봄에는 가뭄이 빈발하고 있는 현실을 보여주는 중요한 데이터다.또한, 80㎜/일 이상 폭우빈도도 1970년대에 비하여 최근 2배 이상 증가하는 등의 강우강도 증가로 인한 홍수빈도도 늘어나는 경향을 보였다.이러한 연구 결과를 종합해 볼 때 기후변화로 인해 우리나라 수자원의 관리여건은 악화 되고 있으므로, 홍수/가뭄 등 재해에 대한 대비와 좋은 수질의 물을 안정적으로 공급하기 위하여 기후변화를 고려한 수자원/수질 종합관리대책의 마련이 시급한 것으로 평가된다.2-3) 대한민국 수자원의 문제점 (인위적 특성)대한민국은 OECD 국가 중에서도 가장 물 소비가 많은 국가 중 하나로 손꼽힌다. 이는 부족한 수자원에 비해, 많은 소비를 하는 것이며, 자연적 특성과 국토 면적당 인구비율이 높은 대한민국 특성과 함께 물 부족현상을 야기 시키는 큰 원인으로 작용되고 있다.대한민국 전반의 산업체계가 중화학공업으로 체계가 잡혀 있으며, 많은 산업에서 물 소비가 많은 것도 한 부분을 차지한다. 뿐만 아니라, 논과 밭이 많은 대한민국의 특성상 농업용수로도 많은 소비를 하는데 한 부분을 차지한다. 이 부분의 가장 큰 맹점은 국민의 수자원 절약을 하기위한 노력하는 데 있어서 기술적 측면보다 정책적 측면에서 의하면 2050년까지 적어도 세계인구의 4명중 한 명은 만성적으로 청정수 부족에 시달리는 국가에서 살게 될 것이라고 한다. 인구증가는 느려지고 있으나 물 부족 환경에서 살게되는 인구의 증가는 인구증가속도의 4배로 추정되며, “Sustaining Water, EasingScarcity : A Second Update"라는 보고서에 의하면 21세기 중반까지 20억의 인구가 물 부족 또는 물 기근 국가에서 살고 있다고 한다.우리나라 수자원 여건 및 기상변화 등을 감안할 때 우리나라 역시 기후변화로 인해 당면한 물 부족 문제와 가뭄·홍수피해를 경감해야 할 것이다. 특히 과거에 비해 큰 비가 자주 내리는 추세로, 홍수피해 예방과 이번 여름에 있었던 극심한 가뭄을 이겨내기 위해서도 물 저장시설 확충에 의한 수자원 확보가 필요하다. 이에 따라, 우리는 무엇보다 ‘다목적댐’과 같은 거대한 물 저장시설의 확충이 필수적이다.하지만 부족한 국토면적에 높은 인구밀도를 자랑하는 대한민국으로써는 더 이상 무분별한 댐 공사를 통한 수자원 확보보다는, 공간 활용을 통한 물 저장시설 확충에 눈을 돌려야 할 것이다. 댐 공사의 경우, 천문학적인 건설비용과 더불어 많은 공간을 수몰시키고 이주민을 발생시키는 만큼 많은 환경적인 문제를 낳게 된다. 뿐만 아니라, 댐이 완공 된 이후, 상수도 보호구역 차원으로 생겨나는 보전지역은 개발을 할 수 없게 됨으로써 부족한 국토에 도시로 인구가 모이게 되는 악순환을 품게 된다. 또한 경제발전을 통해 도시가 늘어나고 인구가 집중되는 현재, 도시에서 사용하는 많은 수자원을 감당하기 위해서는 부족한 지표수 및 지하수를 이용한 방안보다는 다른 대체 방안을 통해 문제점을 돌파해 나아가야 할 것이다.이런 시점에서 국제적으로 빗물은 가장 중요한 수자원 중 하나로써 고려되기 시작하였고, 우리나라에서도 빗물은 충분히 이용할 수 있는 중요한 수자원이라고 생각하고 인프라구축에 많은 투자를 늘리고 있다. 하지만 부족한 인프라 구축 및 투자로 인해, 우리나라의 경우 빗물은 도서 홍수 방지를 위해 건설된 것으로 테네시강(江) 유역 개발과 함께 뉴딜(New Deal) 정책의 일환으로 조성된 다목적 댐이다. 아치형 콘크리트 중력댐으로, 1936년에 완성되었으며, 당시에는 세계 제일의 규모를 자랑했을 뿐만 아니라 건설기술의 비약적인 발전을 촉진했다.후버댐이 완공된 이후에는 댐 건설로 인해 325t에 물을 저장하는 미국 내 최대의 인공호수 미드호가 생겨나게 된다. 그리고 로키산맥에서 녹은 눈이 미드호로 흘러 들어감에 따라 매년 범람하던 콜로라도 강의 피해가 줄어들게 된다. 또한 임페리얼 계곡 방면으로의 관개개선을 통해 가뭄 피해도 상당 부분 줄어들게 된다. 풍부한 수자원의 확보로 후버댐이 건설되기 전 미국 남서부와 멕시코의 황무지였던 땅은 미국에서 가장 비옥한 곡창 지대로 바뀌게 되는 계기를 마련하게 된다. 그 뿐만 아니라 수력발전을 이용하여 미 서부 지역에 큰 전력을 저렴하게 공급하게 되었고, 건설기술의 비약적인 발전을 촉진하는 계기가 된다.후버댐을 통해서 콜로라도 줄기의 홍수를 막고 수력발전을 통해 전력생산 최대 135만kw를 생산해 주변에 공급하는 일을 한다. 건설은 1931년부터 1936년까지 5년간 진행되었고 46밀리언 달러가 소요되었다.[사례 2]일본의 쿠로베댐구로베 댐 (?部ダム 토야마 현 )-일본에서 가장 큰 댐-높이는 186m이고 저수량은 2억 톤이다-건설비 513억 엔- 설명 :도야마현의 다테야마산과 우시로다테야마산 산봉우리 사이의 구로베협곡을 흐르는 구로베강 상류를 막아 해발 1,479m에 건설된 일본 최대의 댐이다.간사이 전기회사가 7년 간 자금 513억엔, 연인원 1,000만 명이 동원되어 1963년 완공한 세계 최대의 아치식 돔형 수력발전댐으로 높이 186m, 길이 492m이고 댐의 만수위는 186m다. 제방 폭은 8.1m, 바닥 폭은 39.7m이며, 제방 용적은 약 158만㎥, 담수면적은 약 349만㎡, 총저수량은 약 2억㎥이다. 방수량은 초당 10㎥이상이며, 저수량은 20만톤 이상의 초대형 유조선 1,000척분인
1) 고위 발열량 (Higher Heating Value ; HHV)연료가 연소한 수 연소가의 최초 온도까지 내릴 때 분리하는 열량리며 이때 연소 가스 중의 수증기는 응축하여 액체가 되며 응축할 때 응축열을 발산하고 그 응축열까지를 포함하여 열량을 계산한 것이 고위 발열량이며 총발열량이라고도 한다.쉽게 설명하면 탄화수소류의 기체 연료는 연소시 산소와 결합하여 연소가스를 배출하고 수증기를 생산하게 된다. 그때 발생된 수증기는 응축이 되지 않지만 연소가의 최초 온도까지 내릴때를 가정하면 수증기응 응축이 되고, 응축이 될 경우 열을 발산하게 된다. - 물을 수증기로 만들 때에는 열을 가하여야 하고 응축시킬 때에는 열을 빼내어야 하는 하는 원리와 동일함.- 이때의 응축열량까지 합한 열량을 고위 발열량이라고 말한다.2) 저위 발열량 (Lower Heating Value ; LHV)저위 발열량은 위에서 설명한것과 같이 고위발열량에서 연소가스 중에 함유된 수증기의 증발열을 뺀 것을 말한다.통상 고체와 액체 연료의 경우 열량계산을 저위발열량을 기준으로 하는데 그 이유는 고체나, 액체 연료의 경우 연료를 기화시켜 연소시키기 위하여 연료중에 함유된 수분을 증발시켜야한다. 액체상태에서 기체상태로 상변화를 시키기 위해서는 수준의 증발열이 필요하게 된다. 이처럼 수분의 증발열을 뺀 실제로 효용되는 발열량을 저위발열량이라 한다.연소시 연소가스의 온도는 통상 200~300도로 그냥 외부로 방출되므로 응축에 이용되는 열은 거의 없으므로 흡수식 냉온수기의 경우 COP계산시 저위발열량을 기준으로 계산을 하고 있다.-> 고위 발열량 - 응축열량 = 저위 발열량. 발열량의 정의ㅇ 연료의 단위량(기체 1S㎥, 고체, 액체 1kg)이 완전 연소할 때 발생하는 열량(kcal)으로서 kcal/kg or kcal/S㎥으로 표시2. 발열량의 종류가. 고위 발열량(HHV, Hh)ㅇ 고위 발열량은 열량계로 측정되며 총 발열량이라고 한다.ㅇ 연소에 의하여 생성된 연소가스 중에는 수분이 포함되는데 이것은 연료중의 수소분이 타서 생성되는 것과 연료중에 함유된 수분이 가스로 배출되는 것이다.ㅇ 고위 발열량은 연료중의 수분 및 연소에 의하여 생성된 수분의 응축열(증발잠열, Hs)을 함유한 열량이다.ㅇ 실제 연소에서는 연소가스 중의 수분은 연소에 사용되지 않고 수증기 상태로 배출되기 때문에 응축열은 실제 연소에 이용되지 않는다.나. 저위 발열량(LHV, Hl)ㅇ 고위 발열량에서 수분의 응축열을 공제한 잔여 열량으로서 연소시 유효하게 이용되는 열량으로서 소각로 설계시 기초자료로 이용된다.ㅇ 연료중 수소와 수분의 중량을 각각 H, W라 하면 연료 1kg당 9H+W(kg)의 H2O가 생성된다.ㅇ 물 1kg의 발열량은 600kcal/kg이므로 Hl = Hh-600(9H+W)이 된다.ㅇ 삼성분에 의한 저위 발열량Hl = 4500V - 600Wㅇ 단열열량계에 의한 저위발열량Hh = Hd×(1-W) (Hd : 건조쓰레기의 열량계 발열량)Hl = Hh - 600(9H+W)ㅇ 원소분석에 의한 저위발열량- Dulong 식[발열량]Dulong 공식ㅇ Dulong 공식(고위발열량)- Qh(kcal/kg) = 8100C + 34000(H - O/8) + 2200S- 원소조성의 비율은 원소분석기 결과를 이용ㅇ 저위발열량 환산공식- Ql(kal/kg) = Qh - 600(9H+W)* 유효수소(H-O/8)폐기물에 존재하는 산소는 수소와 반응하여 결합수로 존재한다고 가정하기 때문에 실제적으로 연소에 참여하는 수소(유효수소)는 (전체수소)-(산소와 반응한 수소)가 되는 것이다.* 저위발열량연소과정에서 연료에 수소와 수분이 포함되어 있으면 수분은 증발하고, 수소는 공기중의 산소와 결합해서 연소가스에는 물이 수증기 형태로 존재하게 되는데, 물의 증발에 소비된 증발열은 보통의 경우 열량으로는 이용할 수 없지만 발열량에는 수증기의 증발잠열의 형태로 포함되어 있다. 고위발열량에서 수증기의 증발잠열을 제외한 열량을 저위발열량이라 한다.
실험보고서 10. 렌즈의 초점거리 측정학과실험조작성자공동실험자실험일자환경공학과9조2010.10.7목적:볼록렌즈와 오목렌즈의 초점거리를 결정하고 상의 배율을 측정한다.원리(요약):-볼록렌즈di가 양의 수를 가지면 상은 실상이고 di가 음의 값을 가지면 상은 허상으로 나타난다.렌즈를 통과한 빛은 발산하게 되고 눈으로 이 빛을 보았을 때 렌즈의 뒤쪽에 상을 볼 수 있다.광축과 평행한 광선이 렌즈를 통과하여 광축과 한점에서 만날 때 이점을 주초점이라 하고 렌즈의 중심으로부터 주초점까지의 거리를 초점거리(f)라고 한다. 볼록렌즈의 초점거리 f는 양의 값이고, 오목렌즈는 음의 값을 갖는다. 렌즈의 배율 m은 스크린에 형성된 상의 길이 I와 물체의 길이 O의 비로 정의한다. 이것은 또한 상의 거리와 물체의 거리의 비와 같다.-오목렌즈오목렌즈의 경우는 빛을 발산하기 때문에 실상을 만들 수 있다.렌즈 뒤에 있는 초점으로 빛이 지나갈 수가 없습니다. (초점의 개념은 볼록 렌즈 와 같습니다.) 렌즈의 앞에 있는 초점을 지나 갑니다.이때는 어쩔수 없이 언제나 굴절 광선을 임으로 늘려줘야 하는데 이 늘려준 선분중 초점을 지나는 선분과 렌즈 중심을 지나는 선분에 접점을 구하면 된다. 오목 렌즈의 경우에는 언제나 축소 정립허상이 생기게 된다.방법(요약).볼록렌즈는 각각 광학대 위에 물체와 볼록렌즈, 스크린을 놓고 렌즈와 스크린의 위치를 잘 조정하여 가장 선명하고 확대된 상이 나타나도록 한다. 렌즈로부터 물체의 거리 렌즈에서 스크린까지의 거리를 측정한다. 그후 렌즈를 고정된 스크린에 가까이 움직여 축소된 상이 나타나도록한 후 결과를 기록한다.오목렌즈인 경우는 볼록렌즈를 먼저 올려놓고 스크린에 상이 맺히게 한다. 볼록렌즈-스크린거리를 측정 기록한다. 볼록렌즈와 스크린 사이에 오목렌즈를 놓는다. 이유는 오목렌즈는 발산하기 때문에 볼록렌즈의 의해서 생긴 상보다 먼 곳에 상이 생기기 때문이다. 스크린을 조정하여 선명한 상이 맺히게 스크린을 조정한후 그 거리와 기타 값을 기록하면 이 실험은 끝난다.4. 실험 결과표 1. 볼록렌즈의 실험값do (cm)di (cm)do’ (cm)di’ (cm)D (cm)d (cm)f (cm)물체의크기O (cm)상크기I (cm)배율 m(=I/O)배율m(=do/di)10.327.728.39.738187.3712.82.82.6910.427.728.21038.117.87.412.82.82.6610.427.428.110.137.817.77.3812.52.52.64④10.327.628.11037.917.87.3812.72.72.68⑤10.327.728.1103817.87.4212.82.82.69초점 f의 평균값7.32m의 차이(평균값)2.67-2.5=0.17f의 오차: f의 측정값 – 참값(7.5cm )=0.11(참고 공식 및 관계)표 2. 오목렌즈의 실험값a1 (cm)b1 (cm)s (cm)a₂(cm)b₂ (cm)f (cm)1*************.728.3208.316.616.*************41028.220.37.915.915.75102820.38.115.716.7평균값16.2f의 오차: f의 측정값 – 참값(15 cm )=0.816.2-15=0.8(참고 공식 및 관계)5. 검토볼록렌즈의 초점거리 (7.5cm)와 잘 맞는가? 오차가 큰 경우 (> 0.5cm), 그 이유를 나열하거나 재실험하라.오목렌즈의 초점거리 (15cm)와 잘 맞는가? 오차가 큰 경우 (> 1.0cm), 그 이유를 나열하거나 재실험하라.공학인증 물리실험실PAGE PAGE 1