KR100766103B1 - 샤를의 법칙용 실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤를의 법칙을 실험하기 위한 샤를의 법칙용 실험장치에 관한 것으로, 샤를의 법칙용 실험장치에 있어서, 상기 실험장치는, 일단에 소경관이 형성되고 타단에는 이 소경관과 연통되게 연장되어 소경관보다 큰 직경을 갖도록 형성된 대경관을 갖는 피펫과; 상기 피펫의 소경관에 유입되어 충전된 색소물과; 상기 피펫의 대경관 단부에 대경관을 폐쇄시키도록 설치된 마개;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 온도의 상승 및 하강여부에 따라 이동되는 색소물의 위치 변위를 통해 샤를의 법칙을 실제 실험을 통해서 그 원리를 이해토록 함으로써 과학이론의 이해를 돕고, 과학에 대한 흥미를 유발시켜 학습능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

과학, 이론, 샤를, 법칙, 실험, 피펫, 색소물, 온도, 기체, 부피

Description

샤를의 법칙용 실험장치{Experiment device for Charles' law}

도 1은 본 발명에 따른 샤를의 법칙용 실험장치를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 샤를의 법칙용 실험장치의 실험상태도로서, 도 2a는 초기상태의 색소물을 도시한 도면이고, 도 2a는 온도상승 시의 색소물을 도시한 도면이고, 도 2c는 온도하강 시의 색소물을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 피펫 110 : 대경관

120 : 소경관 200 : 마개

300 : 호스 400 : 색소물

본 발명은 샤를의 법칙을 실험하기 위한 실험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피펫에 색소물을 유입시킨 상태에서 온도변화에 따라 유동하는 색소물의 변위를 통해 샤를의 법칙을 구현한 샤를의 법칙용 실험장치에 관한 것이다.

통상적으로, 학교에서 학습하는 과학이론들은 대부분이 실험을 통한 학습방법이 아니고 단순 주입식의 학습방법으로서, 학생들이 이러한 과학이론을 이해하는데 있어서는 많은 어려움과 고충이 따르게 된다.

따라서, 학생들은 과학이 어렵고 딱딱하다는 과목이라는 편견을 갖게 되고, 그로 인해 과학에 대한 흥미가 반감되어 과학을 멀리하게 됨과 아울러 과학성적이 많이 떨어지게 되는 경우를 자주 볼 수 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 여러 과학이론 중에서 샤를의 법칙을 실험장치를 통해서 학생들이 직접 체험할 수 있도록 하여 이론의 이해를 돕고, 과학에 대한 흥미를 유발시켜 학습능력을 향상시킬 수 있도록 한 샤를의 법칙용 실험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 샤를의 법칙용 실험장치는, 샤를의 법칙용 실험장치에 있어서, 상기 실험장치는, 일단에 소경관이 형성되고 타단에는 이 소경관과 연통되게 연장되어 소경관보다 큰 직경을 갖도록 형성된 대경관을 갖는 피펫과; 상기 피펫의 소경관에 유입되어 충전된 색소물과; 상기 피펫의 대 경관 단부에 대경관을 폐쇄시키도록 설치된 마개;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 피펫의 소경관에는 투명한 호스를 끼워 고정한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 샤를의 법칙용 실험장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 샤를 법칙용 실험장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 피펫(100)에 의해서 구성된다.

상기 피펫(100)은 양단부가 모두 개구된 중공관으로서, 일단에는 소경관(120)이 일정길이로 형성되고, 타단에는 이 소경관(120)과 연통되게 연장되어 소경관(120)보다 큰 직경을 갖는 대경관(110)이 일정길이로 형성된다.

상기와 같이 형성된 피펫(100)의 소경관(120)에는 소경관(120)의 길이에 대응한 투명한 재질의 호스(300)를 끼워 고정시켜, 소경관(120)의 파손 시 유리파편으로부터 실험자를 안전하게 보호한다.

이때, 상기 호스(300)는 피펫(100)의 소경관(120)의 직경을 고려해 볼 때, 링거호스가 적당하고, 이 링거호스(이하 '호스'라 칭함)를 소경관(120)에 끼운 후에는 글루건 등으로 피펫(100)에 접합시켜 고정한다.

그리고, 상기 피펫(100)의 소경관(120)에는 색소가 함유된 색소물(400)이 유 입되도록 하고, 상기 대경관(110)의 개구된 단부에는 마개(200)가 밀봉되게 설치되어 대경관(110)을 밀폐시킨다.

여기서, 본 실시예의 마개(200)는 주변에서 손쉽게 구할 수 있는 필름통의 뚜껑을 펀칭하여 펀칭된 원형의 파쇄물로서 이 파쇄물을 대경관(110)의 단부에 글루건으로 접합하여 고정시킴으로써 밀봉하였으나, 상기 마개(200)는 본 실시예에 국한되지 않고 다양한 재질로서 다양한 형태 및 방법으로 설치될 수 있다.

한편, 상기와 같이 색소물(400)이 유입된 피펫(100)의 소경관(120)은 얼음물에 일시적으로 담가 색소물(400)의 유입상태를 안정적으로 유지되게 함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 형성된 실험장치는 피펫(100)의 소경관(120)이 상부에, 대경관(110)이 하부에 위치되게 한 후, 대경관(110)에 온도변화를 가하고 그에 따라 소경관(120)내에서 위아래로 이동하는 색소물(400)의 위치 변위를 체크함으로써 실험한다.

이때, 상기 색소물(400)이 유입된 소경관(120)이 상부에 위치되어도 색소물(400)과 소경관(120) 사이의 표면장력과 밀폐된 대경관(110)내의 공기에 의해 색소물(400)은 대경관(110)측으로 흘러내리지 않게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 샤를의 법칙용 실험장치의 제조 및 실험방법을 설명한다.

피펫(100)의 소경관(120)에 호스(300)를 끼운 후, 피펫(100)과 접하는 호 스(300)의 단부를 글루건으로 밀봉되게 접합하여 고정시킴으로써, 소경관(120)의 파손 시 유리파편으로부터 실험자를 안전하게 보호한다.

그리고, 비이커 등의 용기에 미리 준비된 색소물(400)에 피펫(100)의 소경관(120)을 담가 색소물(400)이 소경관(120)내로 유입되게 한다.

이후, 소경관(120)내로 색소물(400)이 유입된 후에는 대경관(110)의 개구된 단부에 필름통 뚜껑에서 펀칭된 원형의 마개(200)를 글루건으로 접합시켜 대경관(110)을 밀봉시킨다.

한편, 이와 같이 제조된 실험장치를 통한 실험방법은 도 2a와 같이 피펫(100)의 소경관(120)이 상부에, 대경관(110)이 하부에 위치되게 한 후, 대경관(110)을 손으로 쥐어 온도를 상승시키면, 체온이 피펫(100)의 대경관(110)을 통해 대경관(110)내의 공기(기체)에 전달됨으로써 공기의 부피가 커지게 되고, 그로 인해 소경관(120)에 유입된 색소물(400)은 도 2a에서 도 2b와 같이 상승하게 된다.

그리고, 마개(200)에 의해 밀봉된 대경관(110)을 찬물에 담가 온도를 하강시키면, 대경관(110)내의 공기의 부피가 작아져 소경관(120)내의 상승된 색소물(400)이 도 2c와 같이 하강하게 된다.

따라서, 본 발명의 실험장치를 통해서, 온도가 올라가면 기체의 부피가 늘어나고, 온도가 내려가면 기체의 부피가 감소한다는 샤를의 법칙을 알 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 샤를의 법칙용 실험장치에 따르면, 온도의 상승 및 하강여부에 따라 이동되는 색소물의 위치 변위를 통해 과학이론 중 샤를의 법칙을 실제 실험을 통해서 그 원리를 이해토록 함으로써 과학이론의 이해를 돕고, 과학에 대한 흥미를 유발시켜 학습능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 샤를의 법칙용 실험장치에 있어서,

   상기 실험장치는, 일단에 소경관이 형성되고 타단에는 이 소경관과 연통되게 연장되어 소경관보다 큰 직경을 갖도록 형성된 대경관을 갖는 피펫과;

   상기 피펫의 소경관에 유입되어 충전된 색소물과;

   상기 피펫의 대경관 단부에 대경관을 폐쇄시키도록 설치된 마개;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 샤를의 법칙용 실험장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피펫의 소경관에는 투명한 호스를 끼워 고정한 것을 특징으로 하는 샤를의 법칙용 실험장치.

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