기체확산 예비

소개

기체확산 예비

목차

1. 기체 확산 계수 측정기
2. 확산
3. 물질전달의 기본 원리
4. 물질의 확산 속도
5. 계산식

본문내용

확산이란 어떤 물질 속에 이종의 물질이 점차 섞여 들어가는 현상이다. 즉, 하나의 개별 성분이 물리적인 영향을 받아 혼합물을 통해 움직이는 것을 말한다. 확산이 일어나는 주된 원인은 확산되는 물질의 농도차이며, 이것은 거리에 따라 농도가 달라지기 때문에 이를 농도 기울기라고한다. 확산의 일반적인 원인은 농도 구배에 있지만, 이밖에 압력차에 의한 기울기, 온도차에 의한 온도 기울기 또는 원심력과 같은 외부의 힘에 의해서 확산되기도 하는데, 이러한 확산을 압력 확산, 열 확산 및 강제 확산 이라고 한다. 확산은 분자이동에만 국한되는 것은 아니며, 유체내의 열 흐름이 대류에 의하여 일어나는 것과 마찬가지로 와류나 물리적 혼합에 의하여 유체상에서도 일어날 수가 있다. 이러한 경우를 와류확산이라고 한다. 농도구배에 의한 확산의 경우 농도가 높은 끝 쪽에서 는 확산성분을 계속 공급하고 농도가 낮은 끝 쪽에서는 이를 제거하여일정한 구배가 유지될 때 확산 성분의 흐름은 연속적으로 이루어진다.이러한 운동은 물질전달 조작에도 이용된다. 예를 들어 물이나 묽은 용액과 접촉하고 있는 소금 결정은 계면 부근에 농도구배가 생겨, 소금은 액체 층을 통하여 계면에 수직 방향으로 확산된다. 이러한 흐름은 결정이 용해될 때까지 계속된다.
※ 액체의 분자확산은 기체의 분자확산 보다 느리다. 액체분자는 기체 분자보다 더욱 촘촘히 밀접해 있기 때문에 밀도와 확산 저항이 크며 인력이 크게 영향을 미친다. 액체가 기체의 경우와 다른 점은 확산이 농도에 크게 영향을 받는다는 것이다.

3. 물질전달의 기본 원리
물질전달은 상 사이의 경계면에서 물질이 서로 이동하는 것을 말한다. 이동 원리는 확산에 의하여 일어난다.
-분자확산 : 물질 자신의 분자운동에 의해서 일어나는 확산.
-난류확산 : 교반이나 빠른 유속 등에 의한 난류상태에서 일어나는 확산.

참고자료

· 1. 실험기기의 작은 공기 펌프의 튜브를 T자 유리관에 수평한 관을 한쪽에 연결한다.
· 2. T자 유리관의 아래쪽이 물에 잠기게 항온조에 물을 채워 온도를 실험 조건인 313K로 유지한다.
· 3. 주사기를 사용하여 아세톤을 T자 관에 주입한다.
· 4. 공기펌프를 켜 공기의 흐름으로 증발한 아세톤을 관 밖으로 서서히 밀어내게 한다.
· 5. 확대경을 이용하여 일정시간(5분간격)동안 증발된 높이를 측정한다.
· 6. 12회 측정하여 이를 통하여 주어진 조건들을 이용하여 아세톤의 기체 확산계수를 측정한다.
· 7. 계산한 값과 문헌의 이론값을 비교, 고찰한다.
· 참고 문헌
· 1. James R. Welty, Charles E. Wicks, Robert E. Wilson, and Gregory Rorrer, 2001, "Fundamentals of Momentum Heat and Mass Transfer", 4th ed., John Wiley and Sons, 431-434
· 2. J. D. Seader, and Ernest J. Henley, 1998, "Separation Process Principles", 1st ed., Wiley, 101-109
· 3. http://cheric.org
· 4. 대기공학 , 동종인 , 신광출판사