(물리약학실습)상평형도 결과

소개글

"(물리약학실습)상평형도 결과"에 대한 내용입니다.

목차

1. Introduction
2. Materials & Methods
3. Results & Discussion
4. Assignments

본문내용

① 실험 목표
-상평형에 대해 이해하고 한 쌍의 부분 섞임성의 액체를 갖는 3성분계에서조성의 변화에 따른 triangular diagram을 작성하여 binodal curve 그려본다.
-이론적으로는 상률의 의미, tie line을 통한 상층과 하층의 조성을 계산할 수 있다.

② 상률 (Phase rule)
J. Willard Gibbs는 주어진 수의 성분을 포함하고 있는 평형계에서 존재할 수 있는 여러 가지 상들 (고체․ 액체․기체) 에 대한 최소한의 독립변수들(온도․압력․농도)의 영향에 관계되는 유용한 방법인 상률(Phase rule)을 체계화하였다.

F = C - P + 2

여기서 F는 계의 자유도의 수이고, C는 성분 수, P는 존재하는 상의 수이다.

F: 자유도의 수(number of degrees of freedom)는 계를 완전히 설명하기 위해 고정하여야 하는 세기변 수들 (intensive variables ; 온도․압력․농도․굴절율․밀도․점도 등)의 최소한의 수이다. 상률의 유용성 은 바로 여기에 있다고 볼 수 있는데, 어떠한 계에 관련된 많은 수의 세기 성질들이 있지만 계를 규정하기 위하여 이 모두를 다 설명할 필요는 없다는 것이다.

 1. 특정한 부피를 차지하고 있는 수증기를 생각하자 (F = 1 - 1 + 2 = 2).
-부피가 알려져 있을 때 : 온도, 압력 조건 필요
-온도가 알려져 있을 때 : 부피, 압력 조건 필요
즉 우리가 기체계를 완전히 규정하기 위해서는 변수들 중 두 개를 아는 것이 필요하므로 우리는 이 계가 2 개의 자유도를 가진다고 말한다.
 2. 물이 증기와 평형을 이루고 있는 액체로 구성된 계를 생각하자 ( F = 1 - 2 + 2 = 1).
-온도가 설정되면 : 압력도 역시 규정됨
-압력이 설정되면 : 온도도 역시 규정됨
 3. 물과 수증기를 제3의 상(얼음)이 분리될 때까지 냉각한다고 생각하자.
이때 얼음-물-수증기 3상계의 상태는 완전하게 정의된다 ( F = 1 - 3 + 2 = 0).
- 우리가 이 계를 유지시키는 데 필요한 온도 혹은 압력의 특정한 조건을 변화시키려 한다면, 우리 는 하나의 상을 잃게 될 것이다. 다시 말해서 우리가 얼음-물-수증기 3상계를 만들기를 원한다면, 실험할 온도 혹은 압력에 관한 한 선택의 여지는 없다. 이 조합은 고정된 것이고 유일한 것이다.

참고 자료

마틴의 물리 약학 제7판, 물리약학분과회, Patrick J. Sinko, 신일서적(주), 2020, p.43~54