기체 확산 계수 측정 실험 예비 보고서

소개

A+ 기체 확산 계수 측정 실험 예비 보고서 자료입니다.

목차

실험목적
이론
실험장치
실험방법
추론
참고문헌

본문내용

실험. 기체 확산계수 측정

1. 실험목적

물질전달의 원리를 이해하고 실험을 통하여 기체의 확산계수를 구하는 실험값을 통하여 실험식을 통해 확산계수를 구한다.

2. 이론

확산이란, 혼합물을 통해 각 성분이 물리적 자극에 영향을 받아 이동하는 것이다. 확산의 가장 보편적인 원인은 확산 성분의 농도기울기에 있다. 농도 기울기는 농도가 같아지게끔 농도기울기를 없애는 방향으로 성분을 이동시킨다. 확산 성분을 고농도 쪽에 계속해서 공급하고 저농도 쪽에서 제거하면서 농도 기울기를 유지하면, 확산 성분은 정상상태의 흐름을 갖게 된다. 이것은 여러 물질전달 조작의 특성이다.
예를 들면, 물과 접촉하고 있는 소금 결정은 물과 소금의 계면에서는 소금의 농도가 높고, 계면에서 멀어지면 소금의 농도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 또, 암모니아수가 들어있는 암모니아수 병 뚜껑을 공기 중에 열어 두면, 그 주변에서는 암모니아수가 발생하여 냄새가 고약하나 멀리 떨어져 있는 곳에서는 냄새가 덜 나고, 시간이 지나면 거의 모든 곳에서 거의 같은 정도로 냄새를 맡을 수 있게 되는데, 이것이 바로 확산에 의한 현상이다.

(1) Fick`s low에 따른 등몰 확산과 일방확산

기체 A가 기체B 속으로 확산하는 경우 성분 A의 확산 플럭스 는 Fick의 제 1법칙(A와 B의 혼합물 중 성분 a의 확산 속도 는 농도 기울기에 비례하고, 그 비례상수가 일 때 이러한 혼합물의 확산을 설명하는 법칙이 아래의 식과 같다)을 따른다.
이 법칙은 다음 3가지 사항에 근거한 것임을 유의해야 한다.

① 훌럭스는 단위면적 단위시간당 물질량으로 표시한다.
② 확산속도는 부피평균 속도에 상대적인 것이다.
③ 구동력은 몰농도 항(단위부피당 성분 A의 물질량)으로 표시된다.
한편, 난류가 일어나지 않는 유체상에서 A성분의 이동속도 는 다음과 같다.

참고자료

· - McGraw-Hill Korea “단위조작" 7th edition
· - 전남대학교 공과대 화학공학부 “화학공학실험2”
· - Warren 외 2명 공저 “Unit Operations of Chemical Engineering”
· - 인터넷사이트 che.hankyong.ac.kr/~knlee/exp1/diffusivity.pdf