1. 실험 목적유량 측정 장치, 배관의 급 확대 및 급 축소, 관 이음 쇠 및 여러 가지 직경의 배관에서의 마찰손실을 측정하고 이론적 수치와 비교한다.2. 실험 이론1) 유체① 정의: 물리학에서 전단응력 또는 외부의 힘에 의해 지속적으로 변형되는 액체, 기체 또는 기타 물질1② 유체 마찰: 이상 유체 흐름에서는 마찰력이 없지만 점성이 있는 실제 유체 흐름에는 유체의 운동에 의한 저항력이 발생한다. 이 저항력을 유체마찰이라고 한다. 이러한 유체 마찰은 두 지점에서의 압력 손실 원인이 되기도 한다.2③ 레이놀즈 수(Re): 다양한 유체 흐름을 구별하는데 사용되는 무차원화 수이다. 레이놀즈 수를 이용하여 유체가 자체적으로 가지는 에너지를 알 수 있다.④ 층류와 난류3⚫ 층류(Laminar flow) : 레이놀즈 수가 작은, 즉 자체적인 에너지가 작은 유체 흐름으로 각층이 전혀 섞이지 않고 미끄러져 흘러가는 것이 특징이다.파이프 내에서 흐르는 층류의 속도 분포 함수는 다음과 같다.
1. 실험 제목: 흡착2. 실험 목표① 일정한 농도에서 흡착제의 양을 변화시켜 흡착량을 측정하고 흡착 평형 정수와 흡착 기구를 규명함으로써 흡착 원리를 이해하고자 한다.② 식초산 수용액에서 초산이 활성탄에 흡착되어 초산 수용액과 평형에 있을 때의 농도와 흡착된 초산의 양 사이에 평형 관계가 성립하는 것을 확인한다.③ 수용액으로부터 아세트산이 활성탄에 흡착할 때의 Langmuir, Freundlich의 흡착 등온식 을 결정한다.3. 실험 이론① 흡착(adsorption)1흡착이란 고체와 기체, 기체와 액체 등의 계면에서 기체 혹은 액체 혼합물 중의 성분을 제3의 물질을 이용하여 분리하는 공정이다. 이 때의 제3의 물질을 흡착제(adsorbent), 흡착되어지는 성분을 흡착질(adsorbate), 흡착제와 흡착질을 조합한 것을 흡착계(adsorption system)라한다.흡착을 농도에 대해서는 경계면에서 어느 물질의 농도가 증가하는 현상이라 정의할 수 있다.이는 기상, 액상 등의 균일상으로부터 기체 혹은 용질 분자가 고체 표면과 액상의 계면에 머물게 되는 현상이다. 고체 표면에 기체가 응축, 액화되어 농도가 커지는 현상을 흡착이라 부르지는 않는다. 이 경우에는 계의 온도가 끓는 점 보다 낮아 고체 용질 표면에 액체가 덮혀지는 현상이기 때문이다. 흡착의 종류: 화학 흡착과 물리 흡착2흡착에는 화학 흡착(chemical adsorption)과 물리 흡착(physical adsorption)의 두 종류가 있다.화학 흡착과 물리 흡착은 일으키는 원동력(driving force)가 각각 화학 결합이냐 van der waals force이냐로 결정된다. 이러한 차이에 의해 흡착될 때 발생하는 흡착 열, 흡착 속도, 흡착량,탈착 거동 등이 다르다.흡착 과정에서의 안정화 에너지는 흡착 열로써 발열한다. 흡착 열은 흡착 세기에 따라 달라지며 흡착 종류(화학 또는 물리 결합)에 따른 차이가 크다.
1. 실험 제목: 초산 에틸의 검화2. 실험 목적NaOH 의 초산에틸의 회분기에서의 반응은 2 차 반응으로 예상된다. 이 실험을 통해 data 를 구하고 이를 이용하여 2 차 반응임을 확인하고 반응속도 상수를 계산하여 이미 구해 놓은 값과 비교해 본다. 3. 실험 이론① 검화(비누화)1수성 염기가 있는 상태에서 온도가 높아지면 지방이나 오일이 비누와 알코올로 전환되는 과정을 비누화 또는 검화라고 한다. 이는 에스터 반응의 역 반응을 의미한다. 즉 에스터가 가수 분해되어 카복실산과 알코올을 형성한다. 산 촉매화 반응과는 다르게 염기 수용액에서 에스터 가수 분해는 비 가역적이다. RCOOR’ + H₂O → RCOOH + R’OH 촉매로 산이나 염기를 첨가하지만 산보다 염기가 효율이 좋다. 수산화 나트륨 수용액에서 초산 에틸의 가수 분해 속도에 관하여 1 차이고 염기에 1 차이다. 전체적인 반응은 2 차 속도 법칙을 보여준다. 에스터와 염기 둘 모두 속도 결정 단계에 포함되거나 그 이전의 빠른 단계에 있다. ② 비누화 값2 비누화 값 또는 비누화 수치라고 하며 지정된 조건에서 1g 의 지방을 비누화 하는 데 필요한 수산화 칼륨 또는 수산화 나트륨의 mg 수를 나타낸다. 긴 사슬 지방산은 짧은 사슬 지방산과 비교하여 지방의 단위 질량 당 카복실기 수가 비교적 적기 때문에 비누화가가 낮다. 유지의 카복실기(carboxyl group – COOH) 1 개에 대해서는 수산화칼륨 1mol 이 당량이다. 따라서 검화가는 지방산의 알킬기에 반비례하고 이는 지방산 사슬의 장단을 추정하는 척도가 될 수 있다.
1. 실험 제목: 분쇄2. 실험 목표소형 ball mill로 건식 분쇄한 고체 시료를 조업 변수(회전 수, 분쇄 시간)에 따라 입경을 분석하여분쇄효과의 변화를 조사 및 고찰하여 분쇄와 체 분석 원리를 이해하는 데에 그 목적이 있다.3. 실험 이론① 분쇄1분쇄는 크기 축소에 대한 공정을 총칭하여 이르며 이 때 크기 축소는 고체 입자를 절단하거나 분쇄해 보다 작은 입자를 만드는 것이다. 분체의 물성을 강하게 지배하는 것은 입자의 크기 및 분포로서 이상적인 분쇄기는 분쇄용량이 크고, 분쇄생성물의 단위량당 동력소모가 작아야 하며, 원하는 단일입자 또는 입도분포를 가지는 생성물을 얻을 수 있어야 한다. 그 때문에 단립자의 파괴의 mechanism은 분쇄의 기본이다. 분쇄를 여러 기준에 분류해보면, 먼저 쇄재입자의 크기에 따라 분류하면, cm~mm 단위까지 분쇄를 조분쇄, mm이하로 분쇄를 중분쇄, 단위까지 분쇄하면 미분쇄, 그 이하를 초미분쇄라고한다. 조작 방법에 따라는 물을 사용하지 않고 건식으로 분쇄하는 건식분쇄, 미분쇄를 목적으로재료를 수중에 분산시켜 분쇄하는 습식분쇄가 있다. 우리 실험은 건식 분쇄로 비금속 광물과 석탄, 시멘트에 사용된다. 그 외에 융점이 낮은 원료를 냉각하는 저온 분쇄, 미분쇄를 계속해서 분쇄 속도를 감소시켜 미량의 물질을 가하는 분쇄 조제, 과분쇄로 인한 미립자들을 유체이동을 이용해 내보내는 자유 분쇄 등이 있다. 분쇄의 생성물은 균일하지 못한다. 생성물 내의 최소 입자 지름과 최대 입자 지름의 비는 104이다. 분쇄 후 입자들이 마모에 의해 매끈해지지 않을 경우 주로 평면이고 모난 다면체이다. 최장치수 또는 겉보기 지름이 일반적으로 입자 크기로 택한다. 분쇄공정의 성능을 연구하기 위해, 이상적인 장치조작을 표준으로 삼고 실제 장치의 특성을 이상적 장치의 특성과 비교하여 두 장치의 차이를 분석한다.
1. 실험 제목: 단증류2. 실험 목적① 2성분계 시료로 단증류를 행하고 원리를 이해한다. ② 실험 결과를 Rayleigh의 식에 의해 계산한다. ③ 단증류 실험 장치의 조작법을 이해한다.3. 실험 이론① 증류11) 정의: 증류는 불순물을 포함하는 액체를 정제하는 데 가장 중요한 실험 조작법으로 휘발성의 차이를 이용하여 액체 혼합물로부터 각 성분을 분리하는 공정을 말한다. 혼합물을 이루는 여러 성분이 화학 반응 없이 물리적인 분리가 이루어 진다는 점이 특징이다. 영리적인 목적의 증류는 석유를 증류하여 휘발유, 경유, 등유와 같은 여러 종류의 원료로 분리하는 데에서부터 기체를 증류하여 아르곤과 같은 특수한 기체를 얻는 데에 이르기까지 광범위하게 사용된다. 고체와 액체로 이루어진 혼합물은 질량, 입자 직경, 용해도 차이 등을 이용하여 분리해낼 수도 있지만 물과 에탄올처럼 액체성분으로 이루어져 있는 혼합물을 분리할 때 에는 다른 방법이 필요하다. 물질은 모두 고유한 비점을 지닌다. 따라서 비점 차이가 있는 성분으로 이루어진 혼합물을 가열하면 비점이 낮은 성분이 먼저 증기가 되어 나오고 이를 냉각시켜 액체로 전환해서 모으면 분리시킬 수 있다. 이러한 일련의 과정을 증류라 한다.2) 종류2· 분별 증류: 서로 잘 섞여 있는 액체혼합물을 끓는점 차이에 의해 분리하는 방법으로 두액체의 온도변화에 따른 그래프를 사용하여 상전이 구간을 찾아낸다. 원유의 분리에 주로 쓰인다
