[화학실험]엔탈피와 엔트로피의 측정

소개

정성껏 작성한 실험 보고서 입니다.^^

목차

1. Abstract

2. Introduction
(1) 실험 원리 및 주요 개념
(2) 실험 방법 & 기구 및 시약 조사

3. Data & Results

4. Discussion

5. Reference

본문내용

이번 실험은 온도 변화에 따른 물의 증기압 변화를 측정하고, 이를 이용하여 물의 기화 엔탈피( )와 엔트로피( ) 변화를 구하고자 하는 실험이다. 먼저 물을 가열하였다가 다시 식히면서 일정한 온도 간격으로 부피를 측정하고 그 부피를 이용하여 물의 증기압을 구한다. 클라지우스의 식을 이용하여 물 증발시의 증기압과 엔탈피, 엔트로피의 변화와의 관계를 구하고, 45-75 도에서 측정한 물의 증기압으로부터 와 를 계산해 보도록 한다.



2. Introduction

(1) 실험 원리 및 주요 개념


① 엔탈피 ( Enthalpy )

일정한 외부 압력 하에서 계의 부피가 자유롭게 변할 때는 계의 내부 에너지 변화가 열로서 공급된 에너지와 같지 않게 된다. 요컨대, 열로서 공급되는 에너지의 일부가 주위를 밀어내는 데 필요한 일로 변환된다. 그러나 일정 압력 하에서는 가해진 열이 계의 엔탈피 H 라고 하는 열역학적 성질의 변화와 같게 된다. 이 엔탈피 변화는 다음과 같이 정의 된다.

H = U + p V

여기서 p는 계의 압력이며, pV는 임의의 계에 대한 H를 정의하는 데 필요한 항으로서 완전 기체가 아닌 계의 H를 정의하는 데고 이 항이 들어간다. 내부 에너지와 마찬가지로 엔탈피도 계의 현재 상태에만 의존하며 따라서 상태 함수이다. 다른 상태 함수들과 마찬가지로 어떤 처음 상태와 최종 상태 사이에서의 엔탈피 변화는 이 두 상태사이의 경로에 무관하다.




② 엔트로피 ( Entropy )

어떤 물리계 내에서 일하는 데 사용할 수 없는 에너지를 나타내는 하나의 척도로, 일은 질서로부터 얻어지기 때문에 엔트로피의 양은 그 계의 무질서나 무작위의 정도를 나타내는 것이기도 하다. S는 계의 현재 상태에 따라 결정되기 때문에(현재 상태에 이르기 위해 어떤 경로를 택하느냐에 상관없이) 가변적인 상태, 즉 상태함수이다. 모든 자연과정은 비가역적(非可逆的)이며, 반드시 엔트로피가 증가하게 되어 있다. 엔트로피의 개념은 1850년에 독일의 물리학자인 “루돌프 클라우지우스” 에 의해서 처음 제안되었는데 때때로 “열역학 제 2법칙” 의 형태로 표현된다. 이 법칙에 따르면 고온과 저온의 기체가 저절로 혼합될 때나 기체가 진공 내로 확산하여 갈 때 또는 연료가 연소할 때와 같은 비가역 과정에서는 엔트로피는 증가한다고 알려져 있다.

참고자료

· 1) Principles of Modern Chemistry 4th edition, Oxtoby, Saunders College Pub., 1999 Chapter 5, Chapter 9
· 2) 표준 일반 화학 실험 제 4 개정판, 대한 화학회, 천문각, 1999 실험 13 장
· 3) Physical Chemistry 6th edition, P.W.Atkins, Oxford Univ., 1998
· 4) http://preview.britannica.co.kr/