[물리화학 실험보고서]기체의 몰열용량비 측정

소개

기체의 몰열용량비 측정

목차

● 실험 일자
● 실험 조원
● 실험 원리
● 실험장치 및 시약
● 실험 방법
● 실험 수행시 사용하는 장치 및 시약 조사
● 실험 수행중 실시하는 농도변환
● 실험 결과 및 데이터 해석
● 실험결과 해석 및 토의
● 참고사항
● 참고문헌

본문내용

● 실험 목적
1) 어떤 물체의 1 mole의 온도를 1℃ 높이는 데 필요한 열량을 몰 열용량이라 한다. 이번 실험으로 일정 압력, 일정 부피에서 단열팽창 방법을 이용한 기체의 열용량비 측정할 수 있다.
2) 기체 분자가 가지는 다양한 자유도와 기체의 열용량과의 관계를 설명할 수 있다.

● 실험 원리
1. 자유도
에너지를 갖는 물질 분자들은 일정한 자유도(degree of freedom)를 갖는데, 자유도는 분자에 있는 모든 원자의 위치를 정하는데 필요한 좌표수를 말한다. 즉 N 원자로 이루어진 분자의 자유도는 3N이다. 이때 에너지 등분의 법칙에 따라 각 축 방향의 에너지는 ( K: 볼츠만 상수, 즉 K=R/아보가드로수, T: 절대온도)로 일정하다.

▷ 병진 운동 자유도(Trasrational degrees of freedom)
병진은 분자가 한 단위체로서 공간에서 움직임을 뜻한다. 분자의 병진에너지는 운동에너지이므로 의 에너지를 갖는다. 보통 이상기체의 단원자의 경우는 병진운동 자유도만을 갖는다.

▷ 회전 운동 자유도(Rotational degrees of freedom)
분자가 한 축 주위로 회전운동을 하기 위해서는 그 축 주위로의 관성모멘트를 가져야 한다. 물체가 주어진 축으로부터 r만큼 떨어져 위치한 질량 m의 집단으로 구성되어 있다고 하면 역학에서 관성 모멘트 이고, 그 때의 회전에너지는이다.

▷ 진동 운동 자유도(Vibrational degrees of freedom)
진동에너지는 물체의 운동에너지와 위치에너지의 합으로 나타낼 수 있다. 진동하는 분자의 운동에너지는 (k:힘상수,x:거리차)이다.
따라서 진동에너지는 이다.

참고자료

· 없음