[화공실험]기체확산계수 파이널 (final)

소개

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험결과 및 분석
5. 고찰
6. 참고문헌

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험결과 및 분석
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 목적

- 기체확산계수의 대해서 알아보자. 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이다. 그리고 확산계수는 온도, 압력, 조성이 영향을 받는다. 그리고 기상에서는 조성의 영향은 적고 절대온도의 n승의 비례하며 압력에는 반비례한다. 이 실험에서는 Stefan 확산 cell을 이용하여 ethanol, acetone, ethyl ether이 공기나 질소 중으로 증발할 때 확산계수를 측정하여 문헌 값이나 각종 추산식에 의한 계산 값과 비교한다. 또, 확산계수에 미치는 온도의 영향에 대해서 알아보자.

2. 이론

- 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이며, 온도, 압력, 조성의 영향을 받는다. 기상에서 조성의 영향은 적고 절대온도의 n승에 비례하며 압력에는 반비례한다.
이성분계에 있어서 기체 A가 기체B 속으로 확산하는 경우 성분 A의 확산 플럭스 JA [mol/cm2sec]는 성분 A의 농도구배에 비례한다.
----------------------------- (1)

JA = 성분A의 확산 플럭스 (mol/cm2s)
DAB = 분자확산계수 (cm2/s)
CA = 성분A의 몰농도 (mol/cm3)분자확산계수 (cm2/s)
Z = 확산거리 (cm)

식(1)은 Fick의 제1법칙이라 하며, 비례상수 DAB (cm2/sec)를 분자확산계수라 한다. 지금 성분 A,B의 이동 플럭스를 각각 NA (mol/cm2s), NB (mol/cm2s)라 하며 전체이동 플럭스는NA + NB 가 되며, 성분 A의 순이동 플럭스는 확산에 의한 이동속도와 전체 이동에 의한 성분 A의 이동속도의 합으로 나타낼수 있다.
한편, 난류가 일어나지 않는 유체상에서 A성분의 이동속도 NA는 다음과 같다.

참고자료

· - 화학공학대사전편찬위원회 / “화학공학대사전”/ 집문사,1995 / p:99~103
· - Christie J. Geankoplis “Transport Processes and Unit Operations“ / 대웅 /부록 A.2-9. 1997
· - 류화원 / "이동조작"/ 청문각,1998 / p:319~p335
· - 전남대학교 화학공학부 / "화학공학실험2" / 기체확산계수 측정
· - http://kin.naver.com/open100/r_entry.php?d1id=11&dir_id=110202&rid=11293#3