물리화학 실험 기체 상수의 결정

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물리화학 실험 기체 상수의 결정 A+ 레포트 입니다.
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목차

<목차>

1. 실험 목표
2. 이론 및 배경
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목표
- 일정한 양의 산소와 이산화탄소를 발생시켜서 기체 상수의 값을 결정한다.

2. 이론 및 배경
- 기체 상수
이상기체 상태 방정식에 사용되는 물리 상수로, 이상기체 1몰의 상태방정식은 압력을 P, 부피를 V, 절대 온도를 T라 할 때 PV=nRT로 표시되는데, 이때의 R값을 말한다.
기체 상수를 1몰의 입자 수로 나누면 볼츠만 상수가 된다. 따라서 이상 기체는 볼츠만 상수와 아보가드로 상수의 곱인데, R = KB × NA로 나타낸다.

- 이상기체
이상 기체는 무질서하게 운동하는 원자 혹은 분자로 이루어진 가상의 기체를 말한다.
이상 기체는 구성 입자의 크기가 용기의 크기에 비교해 무시할 수 있을 정도로 작으며 구성 입자들 사이에 작용하는 힘이 없다고 가정한 기체이다. 이와 같은 조건을 만족하는 기체는 실제로 존재하지 않지만, 온도가 높고 압력이 낮아지면 많은 기체는 이상 기체의 특성을 나타낸다. 물질의 상태를 정의하기 위해서는 4 개의 변수, 온도(T), 압력(P), 부피(V), 양(몰 수, n)가 필요하다. 이들 사이의 관계를 나타내는 식을 상태 방정식이라고 한다.
이상 기체의 상태 방정식은 물질의 상태 방정식의 하나이다. 아래와 같이 나타낸다.

- 실제 기체
우리가 일상 생활에서 접하는 기체로 분자간의 인력, 반발력과 같은 상호작용 때문에 이 상기체와는 다른 특성을 나타내는 기체를 실제 기체라고 한다. PV=nRT는 이상 기체의 상 태 방정식이다. 이 식은 기체 분자의 크기가 없고 기체 분자 사이의 인력이 전혀 작용하 지 않는다는 가정에서만 유효하다. 하지만 실제 기체 분자들은 일정한 크기를 가지고 있 으며, 분자들 사이에도 인력이 작용한다. 이러한 점 때문에 실제 기체에 적용하기 위해서는 이상 기체 방정식을 수정하여야 한다. 기체 분자 1개가 차지하는 부피를 b라고 한다 면 기체 분자 n개가 운동할 수 있는 공간은 V-nb가 된다. 또한 기체 분자가 잡아당기는 인력이 작용한다면 기체 분자가 벽에 충돌하는 분자 수도 줄고 힘도 작아질 것이다. 그 러므로 실제 기체의 압력은 농도의 제곱에 비례한다.

참고 자료

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[네이버 지식백과] 헨리의 법칙 [Henry's law] (두산백과 두피디아, 두산백과)
[네이버 지식백과] 보일의 법칙 [Boyle's law] (물리학백과)
[네이버 지식백과] 보일-샤를의 법칙 [Boyle-Charles' Law] (두산백과 두피디아, 두산백과)
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