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입자상 물질의 크기를 나타내는 방법 가운데 기하학적 직경(물리적 직경)의 종류를 3가지 쓰고, 각각의 의미를 간단히 설명하시오.
① 마틴직경 — 입자의 투영면적을 이등분하는 선의 길이
② 페렛직경 — 일정한 방향으로 잰 입자 양 끝 사이의 거리
③ 등면적직경(헤이우드직경) — 입자의 투영면적과 같은 면적을 갖는 원의 직경
[해설]
입자의 크기는 크게 두 가지로 잰다. 하나는 현미경으로 본 모양 그 자체를 재는 기하학적(물리적) 직경이고, 다른 하나는 침강속도가 같은 가상의 구를 대신 쓰는 공기역학적 직경이다. 이 문제는 앞의 것을 묻는다.
마틴직경은 입자의 투영상을 넓이가 같은 두 조각으로 나누는 선의 길이다. 재는 방향을 일정하게 정해 놓고 여러 입자를 같은 방향으로 재야 한다. 입자를 가로지르는 선이므로 실제 크기보다 작게 평가되기 쉽다.
페렛직경은 입자의 한쪽 가장자리에서 반대쪽 가장자리까지, 정해진 한 방향으로 잰 거리다. 바깥 끝에서 끝까지를 재므로 마틴직경과 반대로 크게 평가되기 쉽다.
등면적직경은 입자의 투영면적을 재고, 그와 같은 면적을 갖는 원의 지름을 구한 값이다. 방향을 어떻게 잡느냐에 좌우되지 않고 입자의 넓이를 그대로 반영하므로 세 가지 중 가장 정확하다. 발견자의 이름을 따 헤이우드직경이라고도 한다. 투영면적 로부터 로 구한다.
세 직경은 같은 입자에 대해서도 값이 다르며, 대체로 페렛 > 등면적 > 마틴의 순서가 된다. 어느 방법으로 쟀는지를 밝히지 않으면 입경을 비교할 수 없는 이유다.
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