bell jar

벨자 ( bell jar )는 모양이 종 과 유사한 유리 병 이며 (즉, 가장 잘 알려진 형태는 바닥이 열려 있고 상단과 측면이 함께 단일 조각임) 다양한 재료로 제조할 수 있습니다. (유리에서 다양한 유형의 금속에 이르기까지). Bell jars는 종종 진공 을 형성하고 포함하기 위해 실험실에서 사용됩니다 . 실험에 사용되는 일반적인 과학 장치입니다. [1] 벨 항아리는 강한 진공을 생성하는 능력이 제한적입니다. 더 높은 성능이 필요할 때 진공 챔버 를 사용할 수 있습니다. 진공이 소리 전파에 미치는 영향을 입증하는 데 사용되었습니다.

벨자용도

진공 펌프가 있는 20세기 초 벨자

가스 또는 진공을 포함하는 둘러싸는 물체

과학적 응용 외에도 종 모양의 항아리는 진열장이나 투명한 먼지 덮개로도 사용할 수 있습니다. 이러한 상황에서 벨자는 일반적으로 진공 상태에 두지 않습니다.

내용물

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진공편집하다

대기압 이하에서 작동하는 벨자

진공 벨 용기는 호스를 통해 진공 펌프 에 연결할 수 있는 호스 피팅으로 배출되는 베이스에 놓입니다 . 벨자에서 공기를 펌핑하여 진공을 형성 합니다 .

진공 벨 자의 아래쪽 가장자리는 두꺼운 유리 플랜지 를 형성하며 더 나은 접촉을 위해 바닥이 매끄럽게 연마됩니다. 항아리의 바닥은 똑같이 무겁고 평평합니다. 진공 그리스 의 번짐 은 일반적으로 그들 사이에 적용됩니다. 내부에 진공이 형성되면서 상당한 압축력이 발생하므로 씰을 고정할 필요가 없습니다. 이러한 이유로 벨자는 대기압 보다 높은 압력을 포함하는 데 사용할 수 없으며 아래에서만 사용할 수 있습니다.

Bell jars는 일반적으로 비교적 낮은 품질의 진공이 필요한 경우 교실 시연이나 애호가가 사용합니다. 초고진공 에서 수행되는 최첨단 연구 에는 보다 정교한 진공 챔버 가 필요합니다 . 그러나 효과적인 펌프와 낮은 누출률을 가진 벨자 챔버에서 여러 테스트를 완료할 수 있습니다.

벨자(bell jar)를 사용하여 진공을 제공하는 최초의 과학 실험 중 일부는 Robert Boyle 에 의해 보고되었습니다 . [2] 그의 저서 New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects(Made, for the Most Part, in a New Pneumatical Engine)에서 그는 43개의 별도 실험을 설명했으며, 그 중 일부는 수행되었습니다. Robert Hooke 와 함께 벨자 내부의 기압을 감소시키는 것이 내부 물체에 미치는 영향을 조사했습니다. [삼]

소리 전파 실험편집하다

이러한 실험 중 가장 잘 알려진 것 중 하나는 항아리 안에 종소리를 넣고 공기를 빼낼 때 종소리가 사라지는 것을 관찰하는 것입니다. 이 실험은 소리 의 전파 가 공기에 의해 매개되며 공기 매질 이 없으면 음파가 이동할 수 없음을 보여주었습니다. 이 실험은 교실 과학 실험 으로 자주 사용 되는데 벨자 아래에 자명종 같은 물건을 놓고 실험을 반복하고 자명종 소리가 공기가 빠져나감에 따라 사라지는 소리를 이용해 효과를 입증하는 것이다. . [4]벨자 내부에 마이크로폰을 추가로 배치하고 공기가 펌핑됨에 따라 마이크에서 감지되는 소리가 감소하는 것을 관찰함으로써 벨자 자체의 유리에 의한 사운드 흡수 효과를 배제할 수 있습니다. [5]

양초가 들어있는 Joseph Priestley 의 벨자 모형

벨자 실험의 양초편집하다

종 모양의 항아리를 사용하는 또 다른 일반적인 실험은 불이 켜진 양초 위에 항아리를 놓고 불꽃이 꺼지는 것을 관찰하여 연소 에 산소 가 필요함을 보여주는 것입니다 . [6] 이 실험의 일반적인 변형은 양초와 벨자(bell jar)를 물 위에 놓고 양초가 꺼지면 벨자 내부의 수위가 상승하는 것을 관찰하는 것입니다. 이 관찰에 대한 설명은 양초에 의해 항아리 내부의 공기가 가열되면 항아리가 팽창하고 양초가 산소 공급을 소진하고 꺼지면 공기가 냉각되고 수축하여 물이 위로 끌어 올려진다는 것입니다. 공간을 채우십시오. 일반적인 오해는 소비된 산소를 대체하기 위해 수위가 상승하지만 연소 반응으로이산화탄소 가스를 제품으로, 이 설명은 올바르지 않습니다. [7]

Joseph Priestley 는 또한 광합성 의 효과를 입증하기 위해 Experiments and Observations on Different Kinds of Air에 보고된 실험에서 방울 항아리 아래에 놓인 양초와 박하 식물을 사용했습니다 . 처음에 양초에 불을 붙인 다음 벨자(bell jar)를 두 항목 위에 놓고 양초가 산소를 소모하면 불꽃이 꺼집니다. 그러나 양초는 며칠 후에 다시 점화될 수 있었고 식물이 필요한 산소를 생산했음을 입증했습니다. [8]

생리학적 실험편집하다

Priestley는 또한 종 모양의 항아리 아래에 있는 식물과 생쥐를 사용하여 실험을 수행했습니다. 그는 종 모양의 항아리 안에 혼자 있는 쥐는 결국 죽지만 식물도 항아리 안에 넣으면 쥐가 살아남는다는 사실을 발견했습니다.

Boyle은 또한 곤충, 생쥐, 새, 물고기를 포함한 다양한 동물이 들어 있는 종 모양의 항아리에서 공기를 제거하는 효과를 연구하고 공기가 제거되었을 때 그들이 어떻게 반응하는지 관찰했습니다. [2] [9] [10] "실험 40"에서 New Experiments Physico-Mechanicalll, Touching the Spring of the Air, and its Effects(Made, for the Most Part, in a New Pneumatical Engine) 에서 그는 다음을 테스트했습니다. "실험 41"에서 그는 생존을 위해 생물이 공기에 의존하는 것을 보여주었습니다.

유화 공기 펌프 속의 새에 대한 실험(An Experiment on a Bird in the Air Pump )은 자연철학자 가 벨자 안에 있는 새와 함께 보일의 실험과 유사한 실험을 반복하는 것을 묘사합니다.

위험편집하다

진공 은 유리 표면에 1기압(약 14psi)의 압력 차이를 생성합니다 . 내파에 포함된 에너지는 압력 차이와 배출된 부피로 정의됩니다. 플라스크 부피는 실험 사이에 몇 배나 변할 수 있습니다. 리터 크기 이상의 플라스크로 작업할 때마다 화학자는 내파가 발생할 경우 유리 파편으로부터 플라스크를 보호하기 위해 안전 스크린이나 흐름 후드의 새시를 사용하는 것을 고려해야 합니다. 유리 제품은 파편을 잡기 위해 나선형 테이프로 감쌀 수도 있고 스쿠버 실린더에서 흔히 볼 수 있는 물갈퀴 망사로 감쌀 수도 있습니다.

진공 상태의 유리는 표면의 칩과 긁힘에 더 민감해집니다. 이러한 요인은 스트레스 라이저 를 형성하기 때문에 오래된 유리는 가능하면 피하는 것이 가장 좋습니다. 유리에 대한 충격과 열로 유도된 응력도 진공 상태에서 문제가 됩니다. 둥근 바닥 플라스크 는 표면 전체에 응력을 더 효과적으로 분산시키므로 진공 상태에서 작업할 때 더 안전합니다.

장식용 또는 방부제편집하다

더 알아보기   이 섹션 에서는 출처 를 인용 하지 않습니다 . ( 2015년 10월 )

다육이가 담긴 현대식 장식용 유리 벨자

순전히 장식용 벨 항아리는 빅토리아 시대 에 일반적으로 시계, 박제 , 조개, 밀랍 꽃과 과일을 포함한 다양한 품목을 위한 투명한 먼지 덮개와 진열장 역할을 하기 위해 사용되었습니다. [11] [12] [13] 장식 벨 항아리는 얇은 유리로 만들어졌으며 광학적 투명도에 더 많은 주의를 기울였으며 두꺼워진 바닥 플랜지가 없었습니다. 이러한 이유로 진공 사용에 적합하지 않으며 일반적으로 펌프 다운 시 실패합니다.

유사한 유리 돔이 치즈 돔, 케이크 벨 또는 정원 클로슈로 사용되었습니다 .

대중문화에서편집하다

• " The Jar "(1944년 11월)는 Weird Fiction 에 게재된 Ray Bradbury 의 단편 소설입니다.
• Under a Glass Bell (1944)은 Anaïs Nin 의 단편 소설집입니다.
• The Bell Jar (1963)는원래 "Victoria Lucas"라는 필명으로 출판된Sylvia Plath 의 로마 음자리표 입니다.

또한보십시오편집하다

• 건조기
• 진공 증발

참조편집하다

1. ^ Bell Jar , 국립 미국사 박물관, 2009 , 2019년 11월 15일 에 확인함
2. ^^이동:a b 보일, 로버트 (1660). 새로운 실험물리-기계적, 공기의 용수철 접촉 및 그 효과. 옥스포드: H. 홀. ISBN 978-0-598-41236-2.
3. ↑ 웨스트, 존 B. (2005년 1월 1일). "순화된 공기에 대한 최초의 실험이 포함된 1660년 로버트 보일의 획기적인 책" . 응용 생리학 저널 . 98 (1): 31–39. doi : 10.1152/japplphysiol.00759.2004 . ISSN 8750-7587 . PMID 15591301 . S2CID 5837786 .   
4. ^ "벨자 실험" . 암리타 대학 .
5. ↑ 한덕준 (2003년 4월 15일). "개선된 Bell-in-a-Bell-Jar 데모" . 물리학 교사 . 41 (5): 278–279. 비브 코드 : 2003PhTea..41..278H . 도이 : 10.1119/1.1571284 . ISSN 0031-921X . 
6. ^ "불꽃" . 미국 화학 학회 . 2020년 7월 26일에 확인함 .
7. ^ "벨 자 실험의 촛불 - 체포 - BBC 소리" . 사이언스뷰 . BBC . 2020년 7월 26일에 확인함 .
8. ↑ 조지프 프리스틀리(1776). 다양한 종류의 공기에 대한 실험 및 관찰 . J. 존슨.
9. ↑ 로버트 보일(1670년 1월 1일). "호흡에 관한 새로운 공기압 실험. - 지칠 줄 모르는 철학의 은인인 명예로운 로버트 보일(Robert Boyle)이 만든 이 실험은 호흡의 교리에 더 많은 빛을 가져오고 호기심 많은 자연주의자들이 더 많은 연구를 할 수 있는 기회를 제공하기 위해 수행되었습니다. 그들은 그것들을 이 소책자의 일부로 만드는 것이 더 편리하다고 생각하는 그들의 고귀한 저자에 의해 이 논문의 발행인에게 전달되었습니다 . 런던 왕립 학회의 철학적 거래 . 5 (62): 2011–2031. 도이 : 10.1098/rstl.1670.0031 .
10. ↑ 로버트 보일(1669년). 공기의 용수철과 무게와 그 효과에 대한 물리-기계적 실험의 연속: Whereto is Annex a Short Discourse of the Atmospheres of Consistent Bodies. I. 부분 . 헨리 홀.
11. ↑ 애버크롬비, 스탠리 (2018-10-09). 인테리어 디자인 철학 (1판). 루틀리지. 피. 142. 도이 : 10.4324/9780429502668 . ISBN 978-0-429-50266-8. S2CID  193363128 .
12. ↑ 화이트나이트, 존 (2013). Under Glass: 빅토리아 시대의 집착 . Atglen, PA: Schiffer Publishing Ltd. ISBN 978-0-7643-4407-7. OCLC  822019601 .
13. ↑ Landow, George P. (2013년 12월 14일). "Beauties in Bell Jars: John Whitenight의 "Under Glass: A Victorian Obsession" 리뷰" . 빅토리아 웹 . 2020-07-26 에 확인함 .

 

Dewritech님 이 14일 전에 마지막 으로 편집함

 

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