기체의 열전도성 결과

소개

이론은 원서를 직접 번역해서 썼어요.. 이론이 특히 잘된 레포트입니다.

목차

1. 제목
2. 목적
3. 기구
4. 이론
5. 방법
6. 데이터 및 결과
7. 토의
8. 참고문헌

본문내용

7. Discussion
이번 실험은 상이한 기체들의 열전도를 측정하는 실험이었다. 각각의 기체들의 열전도는 일정한 상태에서 기체 크로마토그래피 열전도도 검출기로 측정할 수 있었는데, 이렇게 얻은 측정 신호들에 대한 열전도도의 대수 값을 그래프로 나타내는 것이 이번 실험의 과제라 할 수 있다.
그래프를 보아서도 알 수 있듯이 이번 실험은 기체의 전압과 열전도도 계수의 관계를 살펴보는 실험이다. 열전도도 계수가 헬륨 > 메탄 > 이산화탄소의 순으로 나타나는 것과 달리 전압은 이산화탄소 > 메탄 > 헬륨의 순으로 나타났다. 이와 같이 전압과 열전도도 계수는 반비례함을 알 수 있는데, 이것은 충돌 단면적 σ와 분자량 M에 의해서라고 볼 수 있다. 열전도도 계수를 구하는 식에서 이 σ와 M를 제외한 것은 상수로 일정하기 때문이다.
보다 자세히 말하면 열전도도 계수 λ는 기체의 몰농도에 역비례하기 때문인데, 에너지를 운반하는 분자수가 많을 때는 열전도도가 커지지만, 한편 분자가 많으면 평균자유경로가 작아져서 분자들이 에너지를 멀리까지 운반하지 못하기 때문이다. 즉 열전도도도는 압력에 무관하지만 압력이 대단히 낮을 때는 압력에 비례한다. 그 이유는 낮은 압력에서는 평균자유경로가 포기의 치수보다 크기 때문에 에너지가 운반되는 경로의 길이는 용기의 치수에 의해서 결정되고 다른 분자에 의해서 방해를 받지 않기 때문이다. 그리하여 유량은 여전히 운반체의 수에 비례하지만 날아가는 거리는 λ에 무관하기 때문에 열전도도 계수 λ는 압력에 비례하게 되는 것이다.

참고자료

· ① "Thermal conductivity of gases" (조교님이 주신 manual)
· ② "Thermal conductivity of gases" (4조 세미나 자료)
· ③ 물리화학 ATKINS 7th
· ④ 물리화학 ATKINS 6th 안운선 역