[화학공학실험]종이 및 필름의 탄성계수 측정 2부

실험 결과

1. 결과 분석

Film	인장강도 (MPa)	싱장율 (%)
PET	12.62	43.44
	10.11	21.25
	13.44	52.09
OPP	13.21	160.08
	8.90	73.46
	7.12	46.90
LDPE	4.73	114.60
	5.87	104.38
	6.14	142.52

2. 일원배치 분산분석 결과

필름종류		N	평균	표준편차	표준오차	평균에 대한 95% 신뢰구간
						하한값	상한값
인장강도	PET	3	12.0567	1.7350	1.0017	7.7467	16.3667
	OPP	3	9.7433	3.1314	1.8079	1.9646	17.5221
	LDPE	3	5.5800	0.7484	0.4321	3.7209	7.4391
	합계	9	9.1267	3.3798	1.1266	6.5287	11.7246
신장율	PET	3	38.9267	15.9077	9.1843	-0.5902	78.4435
	OPP	3	93.4800	59.1864	34.1713	-53.5471	240.5071
	LDPE	3	130.5000	22.6445	13.0738	74.2480	186.7520
	합계	9	87.6356	51.5630	17.1877	48.0007	127.2704

기술통계

각 인장강도 점수 , 평균, 표준편차, 표준오차, 95%신뢰구간을 나타내고 있다.

		제곱합	df	평균 제곱	F	유의확률
인장강도	집단-간	64.632	2	32.316	7.248	0.025
	집단-내	26.752	6	4.459
	합계	91.384	8
신장율	집단-간	12732.222	2	6366.111	4.474	0.065
	집단-내	8537.710	6	1422.952
	합계	21269.932	8

일원배치 분산분석

인장강도 F분포에서 F유의도 P=0.025<0.05 인장강도 간에 평균 차이는 매우 유의한 차이를 보인다. 신장율은 F유의도 P=0.065>0.05 인장강도 간에 평균 차이는 유의한 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다.

인장강도

Duncana

동일 집단군에 있는 집단에 대한 평균이 표시됩니다.

a. 조화평균 표본 크기 3,000을 사용

필름종류	N	유의수준=0.05에 대한 부집단
		1	2
PET	3	5.5800
OPP	3	9.7433	9.7433
LDPE	3		12.0567
유의확률		0.052	0.228

인장강도를 가지고 Duncan 다중비교분석 결과, LDPE는 5.5800을 기록하면서 1그룹에 속하고, OPP는9.7433을 기록하면서 1ㆍ2그룹에 속하며 PET는 12.0567을 이록하면서 2그룹에 속한다. 이루어 보았을 때 LDPE에 비해 PET이는 2배이상 차이가 나왔다.

신장율

Duncana

필름종류	N	유의수준=0.05에 대한 부집단
		1	2
PET	3	38.9267
OPP	3	93.4800	93.4800
LDPE	3		130.5000
유의확률		0.127	0.275

신장율을 가지고 Duncan 다중비교분석 결과, PET는 38.9267을 기록하면서 1그룹에 속하고, OPP는 93.4800을 기록하면서 1ㆍ2그룹에 속하며 LDPE는 130.5000을 이록하면서 2그룹에 속한다. 이루어 보았을 때 PET와 OPP, LDEP에는 엄청난 차이가 나왔다.

토의 사항

1. 실험 고찰

본 실험에서는 필름(LDPE, OPP, PET)을 UTM장비에 설치하고 인장강도와 신장율에 대해 알아보는 실험이다. 여기서 실험 처음에 정한 인장강도는 실제 인장강도 인지 정확히 알 수 없지만 가정하고 실험을 수행한 것이다. 인장강도 PET의 경우 최소값은 10.11, 최대값은 13.44로 별반 차이를 보이지 않았지만 OPP의 인장강도의 경우 최소값은 7.12 최대값은 13.21로 월등히 다른 값을 얻을 수 있었다. 신장율은 PET와 OPP모두 최솟값과 최대값이 많이 차이가 나는 것으로 결과를 얻었다.

본 실험에서는 어느 정도 큰 오차가 발생했다고 여겨진다. 일치하는 값이 나와야 하는 경우 조금씩 차이가 있었고 최소값과 최대값을 비교해서 구한 경우에도 다소 큰 오차가 발생한 경우도 있었다. 이 실험에서 발생한 오차의 원인으로 아래와 같은 요인들을 생각해 보았다.

① 첫 번째 오차의 원인은 실험자가 직접 필름을 설치하고 빼는 과정을 통해서 압력을 조절했기 때문에 그로인한 오차를 생각해 볼 수 있다. 만약 정확하게 압력을 조절할 수 있는 장치가 있다면 오차의 원인을 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

② 두 번째로 필름을 자를 때 수치에 맞게 완벽하게 일정하지 않은 두께로 제작되어서 필름수치에 의한 오차를 생각해 볼 수 있었다.

③ 다음으로 필름을 정확하게 일자로 설치되지 않았을 수 있다. 사람이 직접 부착하게 되면 아무리 정확하게 부착하더라도 오차가 발생하게 된다. 방향이 정확하지 않았기 때문에 오차가 발생할 것이다.

 

2. 결론

본 실험에서는 필름(LDPE, OPP, PET)을 UTM장비에 설치하고 인장강도와 신장율등의 실험을 수행했다. 탄성계수의 실험은 눈으로만 보는 실험이 아니라 오랜만에 학생이 직접 실험해 수행해 보는 것이었기 새로운 느낌이 들었다. 그런데 장치가 오래되었기 때문인지 같은 측정을 해도 할 때마다 다른 값이 나오고 살짝만 건드려도 크게 변형률이 변화되었다. 남은 시간이 조금 부족하여 급하게 실험을 해야만 했던 점이 아쉬움이 남는다. 그래도 실험을 통해서 필름의 인장강도와 신장율에 대해서 보다 쉽게 깨달을 수 있어서 즐거운 실험이었다.

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