Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

브라질 땅콩 효과와 알갱이 역학

No description
by

민혁 송

on 24 April 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of 브라질 땅콩 효과와 알갱이 역학

브라질 땅콩 효과와 알갱이 역학
탐구목적
브라질 땅콩 효과의 원리를 알고 질량과 알갱이의 크기가 브라질 땅콩 효과에 미치는 영향을 탐구해 보고 이와 함께 알갱이가 가지는 물리적 특성을 알아보기 위해 본 탐구를 진행하였다.
탐구설계

실험1 브라질 땅콩 효과와 용기의 상관관계

준비물 : 비닐봉지, 땅콩, 브라질 땅콩, 피스타치오, 아몬드, 막자

가설설정 : 용기가 단단하지 않으면 브라질 땅콩 효과가 일어나지 않을 것이다.

탐구수행 및 결과
실험1 브라질 땅콩 효과와 용기의 상관관계

실험순서
1. 막자로 땅콩, 브라질 땅콩, 피스타치오, 아몬드의 절반을 으깬다.
2. 으깬 견과류들과 으깨지 않은 견과류를 봉지에 넣고 10회 흔든다.
3. 10회씩 흔들며 층이 분리될 때까지 관찰한다.
결론
탐구동기
어느 날 집에서 믹스넛(종합견과류)을 열었더니 캐슈넛이 맨 위에 있고 나머지 견과류들은 조금씩 밖에 섞여있지 않은 것을 보았다. 왜 이런 현상이 나타나는지 의문을 가지고 웹서핑을 해보니 이 현상을 ‘브라질땅콩 효과’라고 부르는 것을 알았고 이에 대하여 탐구해 보고, 이 현상을 통해 알갱이 역학 분야를 탐구하기로 하였다.

실험2 브라질 땅콩 효과와 입자의 무게의 상관관계

준비물 : 페트병, 자갈, 모래, 에틸렌프로필렌고무

가설설정 : 입자의 무게와 상관없이 입자크기 순으로 브라질 땅콩 효과가 발생할 것이다.




탐구설계
실험결과 : 알갱이가 큰 견과류들은 위쪽으로, 작은 견류들을 아래쪽으로 감으로써 브라질 땅콩 효과는 용기에 구애받지 않는다.
탐구수행 및 결과
실험2 브라질 땅콩 효과와 입자의 무게의 상관관계

실험순서
1. 페트병에 자갈, 모래, 에틸렌프로필렌고무 순으로 넣는다
2. 페트병을 10회씩 흔들며 관찰한다.

실험결과 : 브라질 땅콩 효과는 알갱이의 질량과 상관없이 크만 영향을 준다.
브라질 땅콩 효과는 용기나, 입자의 질량에 영향을 받지 않으며 이는 브라질 땅콩효과의 원인이 입자의 알갱이에 있기 때문이라고 추측된다.

Q&A
1) 브라질 땅콩 효과
브라질 땅콩 효과(Brazil nut effect, granular convection, muesli effect)는 다양한 크기의 입자가 섞인 알갱이 물질을 흔들고 섞었을 때, 결국에는 가장 큰 물체가 표면 위로 떠오르는 현상이다. 여러 종류의 땅콩들을 섞어 판매하는 땅콩믹스캔의 뚜껑을 열어보면 언제나 크기가 가장 큰 브라질 땅콩이 가장 위에 있다는 대서 이름붙여졌다.

2) 밀도
물질의 질량을 부피로 나눈 값으로 물질마다 고유한 값을 지닌다. 단위는 g/㎖, g/㎤ 등을 주로 사용한다. 고체와 액체는 온도와 압력의 영향을 거의 받지 않지만 기체는 온도와 압력에 의해 변화한다. 물의 밀도는 4℃에서 1g/㎤로 최대이며, 기체의 밀도는 1기압 15℃일 때의 값이다. 일반적으로 온도가 올라가면 부피는 증가하고 질량은 변하지 않으므로 밀도는 감소한다. 밀도의 크기는 일반적으로 고체>액체>기체 순이다.

3) 엔트로피
1865년 R.E.클라우지우스가 변화를 뜻하는 그리스어 τροπη에서 이 물리량을 엔트로피라 이름하였다. 인간이 자연에서 얻는 에너지는 언제나 물질계의 엔트로피가 증가하는 방향으로 일어나는데, 이를 엔트로피 증가의 법칙이라고 한다. 우주의 전체 에너지 양은 일정하고 전체 엔트로피는 증가한다. 이론적으로는 물질계가 흡수하는 열량 dQ와 절대온도 T와의 비 dS=dQ/T로 정의한다. 여기서 dS는 물질계가 열을 흡수하는 동안의 엔트로피 변화량이다. 열기관의 효율을 이론적으로 계산하는 이상기관의 경우는 모든 과정이 가역과정이므로 엔트로피는 일정하게 유지된다. 일반적으로 현상이 비가역과정인 자연적 과정을 따르는 경우에는 이 양이 증가하고, 자연적 과정에 역행하는 경우에는 감소하는 성질이 있다. 그러므로 자연현상의 변화가 자연적 방향을 따라 발생하는가를 나타내는 척도이다.

4) 열역학 제2법칙
고립계에서 총 엔트로피(무질서도)의 변화는 항상 증가하거나 일정하며 절대로 감소하지 않는다. 에너지 전달에는 방향이 있다는 것이다. 즉 자연계에서 일어나는 모든 과정들은 가역과정이 아니라는 것이다.

열역학 제2법칙을 수식으로 간단히 나타내면 다음과 같다.ΔS ≥ 0부등호(>)는 비가역과정에 적용되고 엔트로피의 변화(ΔS)는 0보다 크다. 즉 항상 증가한다는 말과 같다. 등호(=)는 가역과정에 적용된다.

이론적 배경
이론적 배경
이론적 배경
이론적 배경
Full transcript