기체액체확산결과

소개

기체액체확산에 관한 실험 내용입니다.

목차

1. 실험 결과
2. 결과 해석
3.고찰

본문내용

2. 결과 해석
(1) 이상 기체식을 적용하여 (13-4)와 (13-5)식을 유도하여라.
정지면에 수직한 방향으로의 단위시간당 몰수인 총 몰 플럭스를 N으로 표시하고, 부피평균속도를 라고 표시하면,가 된다. 여기서, 은 혼합물의 몰밀도이다.
정지면을 통과하는 성분 A와 B에 대한 몰플럭스는 다음과 같다.


확산도는 정지면에 대해서가 아니라 부피평균 속도 로 움직이는 면에 대해 상대적인 것으로 정의된다. 어떤 경우에는 순몰유량이나 순질량유량이 있을 수도 있겠지만, 정의에 따라 이 기준면을 통한 순부피유량은 없다. 이 기준면을 통한 성분 A의 몰플럭스는 로 표시된 확산플럭스(diffusion flux)이며, 이것은 정지면에 대한 A의 플럭스에서 속도가 이고, 농도가 인 전체흐름에 의한 플럭스를 뺀 것과 같다. 즉,


확산플럭스 는 농도구배 에 비례한다고 가정하고, 성분 B와 함께 있는 혼합물 속에서 성분 A의 확산도를 라고 표시하면, 가 된다. 성분 B에 대해서도 비슷한 식을 적용하면 다음과 같이 된다.

위 식은 2성분 혼합물 확산에 대한 Fick의 제 1법칙을 설명한 것이다. 이 법칙은 다음 3가지 사항에 근거한 것임을 유의해야 한다.
1. 플럭스는 단위면적 단위시간당 몰로 표시된다.
2. 확산속도는 부피평균 속도에 상대적인 것이다.
3. 구동력은 몰농도 항(단위부피당 성분 A의 몰수)으로 표시된다.
의 차원은 길이 제곱 나누기 시간이며, 보통 또는 으로 표시된다.
와 간의 관계는 몰밀도가 조성에 상관하지 않으므로, 이상기체(理想氣體)에 대해서는 쉽게 알 수 있다.

일정한 온도와 압력하의 기체에서 A와 B가 확산하는 경우,

와 같이 쓸 수 있다. 부피유량(volume flow)이 없는 면을 기준면으로 택하면 몰부피(molal volume)가 같으므로, A와 B의 몰 확산플럭스의 합을 0으로 놓을 수 있다. 즉,
이므로, 확산도는 같아야 한다.

참고자료

· 없음