물리화학실험 기체의 유출 A+ 결과레포트

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[3] 저자, 저널 이름, vol. or issue, (연도), p.OOO – 논문을 참고한 경우

목차

1. Title
2. Date
3. Purpose
4. Principle
5. Reagents & Apparatus
6-1. Procedure(예비)
6-2. Procedure(결과)
7. Data sheet
8. Result
9. Discussion
10. Reference

본문내용

1. Title
기체의 유출
2. Date
실험일 : 2023.05.04~05.11 (목요일)

3. Purpose
이 실험은 유출법을 이용하여 기체의 분자량을 결정하고 확산을 이용하여 기체의 분자지름을 결정하는 데 있다.

4. Principle
1) 기체의 분자량 측정은 백금박 관을 사용하여 유출법에 의해서 구할 수 있고 분자지름 측정은 모세관을 이용하여 확산에 의해서 구할 수 있다.
유출(effusion)은 기체를 담고 있는 용기의 벽에 작은 구멍을 내고 이 구멍이 진공이나 낮은 압력에 연결되도록 하면 기체가 분자 운동에 의해 구멍을 통해 진공 쪽으로 빠져나오는 현상을 말한다.
확산(diffusion)은 이미 다른 기체가 들어 있는 용기에 어떤 기체를 넣으면 새로 들어온 기체는 용기 속에 전체적으로 퍼지게 된다. 즉, 기체가 공간을 통하여 퍼지는 과정이다.

A. 분자량 결정
Boyle의 기체 분자운동론에서 1mol 이상기체의 전체 운동에너지는,

PV=1/3NAm(s^2 ) ̅ (1)
NA: Avogadro 수
m: 한 분자 질량 (6×10^23 개 분자 중 하나)
(s^2 ) ̅: 속도 제곱의 평균값 ((s_(x^2 ) ) ̅, (s_(y^2 ) ) ̅, (s_(z^2 ) ) ̅의 평균값)
또한 1mol 이상기체의 상태방정식은,
PV=RT
위 두 식을 정리하면,
1/3 N_A ms ̅^2=RT(2)
N_A m=M(분자량) (3)
1/3 Ms ̅^2=RT (4)
s ̅=〖(3RT/M)〗^(1/2) (5)
또한, 일정한 부피의 기체가 작은 구멍을 통과하는데 걸리는 시간은 분자의 속도에 반비례한다. 따라서 같은 온도, 압력에서 같은 부피를 차지하는 두 기체가 새어나가는데 걸리는 시간의 비는 다음식과 같다.

참고 자료

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http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=5810,
두산 백과사전, 이상기체
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1134807&cid=40942&categoryId=32251
위키백과. 보일의 법칙
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B3%B4%EC%9D%BC%EC%9D%98_%EB%B2%95%EC%B9%99
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위키백과, 분자간의 힘,
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B6%84%EC%9E%90%EA%B0%84_%ED%9E%98
물리화학실험 기체의 유출-예비교재
정보통신기술용어해설, 확산
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=4104&sh=%ED%99%95%EC%82%B0
위키백과, 이상기체, https://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas
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네이버 화학백과, 확산,
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5662807&cid=62802&categoryId=62802