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고체의 비열 측정 실험 보고서

고체의 비열 측정목차1. 서론(1) 실험 목적 및 개요(2) 실험 원리2. 본론(1) Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)(2) Chemicals & Reagents (약품 및 시약)(3) Procedure (실험절차)3. 결론(1) 결과예측 및 고찰4. 참고문헌Ⅰ. 서론1. 실험 목적 및 개요- 물 열량계를 이용하여 뜨거운 금속을 물에 잠그는 방법을 이용하여 금속의 비열을 측정한다.2. 실험 원인- 상전이가 일어나는 경우를 제외하고 물체에 열 가하면 온도가 올라간다.그러나 같은 열을 주더라도 물체에 따라 온도의 변화량은 다르다.- 열용량 C: 어떤 물체의 온도를 1K높이는 데 필요한 열량.물체의 질량에 비례.- 비열 c : 단위 질량당 열용량.물체의 질량과는 상관없이 종류에만 관계되는 양.- 질량 m인 어떤 물체에 열 Q를 가했을 때 그 온도가 T1에서 T2로 상승한경우 그 물체의 열욜량과 비열의 표현.c?= {C?} over {m?} LEFT ( cal?/ LEFT ( g BULLET K? RIGHT ) RIGHT ) ````또는C= {Q?} over {T? _{2} -T? _{1}} LEFT ( cal?/K? RIGHT )- 숨은열 : 1g의 물질을 상전이 시키는 데 필요한 열량Ⅱ. 본론1. Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)- 열량계(온도계, 젓개, 받침대 포함), 메스 실린더, 증기 발생기, 비커열량계메스 실린더비커2. Chemicals & Reagents (약품 및 시약)고체 시료 :구리, 황동, 알루미늄3. Procedure (실험 과정)- 비열을 측정하기 전에 열량계의 물 해당량을 측정해야 한다.- 물 해당량은 물체의 열욜량과 같은 크기의 열욜량을 가진 물의 질량이다.실험1 ? 열량계의 물 해당량 측정?빈 열량계의 온도(실온) T1’을 측정한다.증기 발생기에 물을 70% 가량 채운다.가열한 후 증기 발생기에서 나온 수증기를 비커에 모은다.?온도가 T2’인 더운 물 50cc를 열량계에 붓는다.(물의 질량m1은 50g)?열평형이 이루어진 다음 열량계에 담긴 물의 온도 T3’측정.이 때 물의 비열을cw라 하면,열량 보존의 원리에 의해 다음 관계 성립.{{??}} _ {{1}} {{??}} _ {{??}} { LEFT (} {{??}} _ {{2}} {'-} {{??}} _ {{3}} {' RIGHT )=} {{??}} _ { {{??}} _ {{??}} } { LEFT (} {{??}} _ {{3}} {'-} {{??}} _ {{1}} {' RIGHT )}이 식으로 물 해당량 m을 구할 수 있다.?열량계의 물 해당량을 5회 반복하여 측정한다.실험2 ? 고체의 비열 측정?열량계에 질량 (m1’=50g) 의 찬물을 채워 평형상태에 도달 후 물의 온도 T1을 측정한다.준비된 고체 시료의 질량 m을 측정.(미리 측정된 값을 쓸 수 있다.)?수증기가 증지통을 지나 비커에 모이게 하고 온도계를 그림과 같이 장치한다.?온도가 더 이상 올라가지 않으면 그 때의 시료온도 T2 측정.시료 위의 온도계, 증기통의 받침대를 빼서 시료가 열량계에 빠지게 한다.(이 때 온도계를 먼저 빼지 않으면 깨지게 되므로 반드시 먼저 빼내어야 한다.)?열량계의 덮개를 덮고 젓개로 저어 평형이 될 때의 온도 T3측정.이 때 열량보존의 원리에 의한 관계식.{mc LEFT (} {{??}} _ {{2}} {-} {{??}} _ {{3}} { RIGHT )= LEFT (} {{??}} _ {{1}} {'+}{??}{ RIGHT )} {{??}} _ {{??}} { LEFT (} {{??}} _ {{3}} {-} {{??}} _ {{1}} { RIGHT )}이 식으로 비열 C를 구할 수 있다.Ⅲ. 결론1. 결과예측 및 고찰- 실험 1물의 질량(50)에 대해 다음 표를 완성시킨다.횟수T1상온 온도T2끓인물 온도T3열평형 온도M물 해당량11*************732.9318855443.1419*************30.5평균 물 해당량은 32.3 이다.- 실험 2고체의 비열을 시료별로 측정하여 다음 표를 완성시킨다.시료횟수m질량m’T1T2T3C(1)구리150170208521.50.095625017519.78321.10.0938(2)황동15117019.88121.20.092825117519.38020.60.0889(3)알루미늄149210207522.30.215824920519.87421.90.1952이론값 - 구리의 비열은 0.092cal/g℃,황동의 비열은 0.091cal/g℃,알루미늄의 비열은 0.211cal/g℃실험값 ? 구리 비열 평균은 0.0947cal/g℃,황동의 비열평균은 0.0909cal/g℃,알루미늄의 비열평균은 0.2055cal/g℃- 주의해야 할 점1. 열량계 안에 물을 적당하게 채운다.2. 열량계 밖으로 나가는 열 손실을 최대한 줄인다.3. 온도계가 바닥에 닿지 않도록 한다.4. 흔들면 열에너지가 발생하므로 정지한 곳에 둔다.- 금속의 비열이 물의 비열보다 작은 이유온도는 분자들의 운동 에너지를 나타내는데 같은 양의 물과 금속을 둘다 1℃만큼 올릴 때 이 온도를 얻기 위해 내부 에너지의 일부인 위치에너지에 더 많은 에너지를 공급해 주어야 한다. 따라서 물의 온도를 올리기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하다.- 오차가 나는 이유1. 시료로 사용된 고체 분동이 순수한 고체가 아닌 혼합이 된 금속일 수 있기 때문이다.2. 열량계에서의 열 손실이 일어난다.

공학/기술| 2021.07.13| 7페이지| 1,000원| 조회(284)

실험보고서, 비열, 고체의 비열, 에너지전달

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반응속도에 미치는 온도의 영향 실험 보고서

반응속도에 미치는온도의 영향목차1. 서론(1) 실험 목적 및 개요(2) 실험 원리2. 본론(1) Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)(2) Chemicals & Reagents (약품 및 시약)(3) Procedure (실험절차)3. 결론(1) 결과예측 및 고찰4. 참고문헌Ⅰ. 서론1. 실험 목적 및 개요- 반응 속도 상수에 미치는 온도 효과를 알아보고, 반응 속도 상수와 온도자료로부터 활성화 에너지를 계산한다.사진출처-네이버블로그 ? 대기환경이론(활성화에너지)2. 실험 원인- 반응 속도 상수와 온도와의 관계는 아레니우스(Arhenius)의 식으로 표현{d LEFT ( lnk RIGHT )} over {d?T?} ~=~ {E _{a} ? _{?}} over {RT ^{2}} - 여기서, K = 반응속도상수Ea = 활성화 에너지R = 기체 상수T = 절대온도- 활성화 에너지가 온도에 무관하다는 가정하에 적분하면log~k~=~-~ {E _{a}} over {2.303RT} ~+~Cons??또는log~ {?? _{2}} over {?? _{1}} =~-~ {E _{a}} over {2.303R} TIMES ~ {LEFT ( T? _{2} ~-~T? _{1} RIGHT )} over {LEFT ( T? _{1} T? _{2} RIGHT )} Ⅱ. 본론1. Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)- 항온조, 유리 마개가 달린 250mL 삼각 플라스크 3개,초시계, 피펫(5mL,3개), 뷰렛, 클램프 ,자석 교반기항온조클램프자석 교반기2. Chemicals & Reagents (약품 및 시약)아세트산 메틸,0.2mNaOH, 1M HCl, 페놀프탈렌 지시약3. Procedure (실험 과정)?반응은 25℃,35℃,45℃로 조절된 항온조 내에서 진행시킨다.?마개가 달린 플라스크에 1M염산 100mL를 정확히 넣고 마개를 막은 후 25℃로 조절된 항온조에 넣는다.?동시에 다른 플라스크에는 아세트산 메틸 10mL를 넣고 항온조 내에 15분 정도 방치하여 내용물들이 항온조의 온도와 같이 되게 만든다.?이때, 아세트산 메틸 5mL를 염산 용액에 가하여 흔들어 잘 혼합한 후,?혼합물 시료를 재빨리 5mL씩을 취해서 약 75mL의 얼음물이 담긴 플라스크에넣고, 페놀프탈렌 2~3방울을 가한 후 0.2M NaOH로 적정한다.+ 시료 채취시간1) 반응 속도가 25℃일 때 : 10분 후에 첫 시료 채취, 그 후 15분 간격으로채취. 시료 채취는 4회 정도 한다.2) 35℃일 때 : 5분 후에 첫 시료를 채취, 그 후 10분 간격으로 채취.45℃일 때 : 5분 후에 첫 시료를 채취, 그 후 8분 간격으로 채취.3) 원래의 반응 혼합물에 들어 있는 아세트산 메틸의 몰수를 구하기5mL 용량 피펫으로 에스터를 질량 재는 병에 5mL를 취하여 질량을 잰다.산과 에스터 용액을 합한 전체 반응물의 부피를 105mL로 한다.Ⅲ. 결론1. 결과예측 및 고찰- 이 반응에서 물의 양은 에스터의 양보다 훨씬 크기 때문에 다음의일차 속도식에 따른다.2.303logC~=~-kT~+~Const여기서, C=시간 t에 따른 에스터의 농도Const=적분상수초기 아세트산 메틸(분자량 74) mol수 = 0.932g/cm^3 이것이 5mL 들어갔으므로0.932 {g} over {cm ^{3}} TIMES {1cm ^{3}} over {1ml} TIMES 5ml TIMES {1mol} over {74.1g`} =0.0629mol 이다.남은 아세트산 메틸은 초기-쓰인 것CH3COOH 몰수 = NaOH몰수25℃ 일때(298K)NaOHCH3COOH남은CH3COOH몰농도(C)logC10분 후23mL23mL*0.2M*0.001L/mL=4.6*10-30.0583moL0.0584/105mL*1000=0.555M-0.25625분 후24mL4.8*10-30.0581moL0.553M-0.25740분 후26mL5.2*10-30.0577mol0.550M-0.26055분 후28mL5.6*10-30.0573mol0.546M-0.263(임의값을 넣은 것이다.)속도상수 구하기````````2.303logC _{1} =-Kt _{1}#-2.303logC _{2} =-Kt _{2} `----------------------하면K=- {2.303log( {C _{1}} over {C _{2}} )} over {t _{1} -t _{2}} `=`- {2.303 TIMES (-0.258+0.263)} over {(10 TIMES 60)-(55 TIMES 60)}즉, 상수 k = 4.2*10-6 이 나온다.이런식으로 35℃, 45℃ 일때도 구하면 된다.35℃ 일때(308K)NaOHCH3COOH남은CH3COOH몰농도(C)logC5분 후25mL25mL*0.2M*0.001L/mL=5*10-30.0579moL0.0579/105mL*1000=0.551M-0.25915분 후26mL5.2*10-30.0577moL0.549M-0.26025분 후27mL5.4*10-30.0575moL0.548M-0.26135분 후29mL5.8*10-30.0571moL0.544M-0.264속도상수 K 값구하기K=- {2.303log( {C _{1}} over {C _{2}} )} over {t _{1} -t _{2}} `=`- {2.303 TIMES (-0.259+0.264)} over {(5 TIMES 60)-(35 TIMES 60)}즉, 상수 k = 6.4*10-6 이 나온다.45℃ 일때(318K)NaOHCH3COOH남은CH3COOH몰농도(C)logC5분 후24mL24mL*0.2M*0.001L/mL=4.8*10-30.0581moL0.0581/105mL*1000=0.553M-0.25713분 후26mL5.2*10-30.0577moL0.549M-0.26021분 후28mL5.6*10-30.0573moL0.546M-0.26329분 후29mL5.8*10-30.0571moL0.544M-0.264속도상수 K 값구하기K=- {2.303log( {C _{1}} over {C _{2}} )} over {t _{1} -t _{2}} `=`- {2.303 TIMES (-0.257+0.264)} over {(5 TIMES 60)-(29 TIMES 60)}즉, 상수 k = 11.2*10-6 이 나온다.- log C vs. T의 그래프를 만들어 기울기로부터 속도 상수 k를 구하기.- lnK 와 1/T의 그래프를 그리면TKlnK298K4.2*10-6-5.38308K6.4*10-6-5.20318K11.2*10-6-4.95E _{a} `=`ln( {K _{2}} over {K _{1}} ) TIMES R TIMES {T _{1} T _{2}} over {T _{2} -T _{1}} 식에 대입해보면E _{a} 의 값은 16939.15 J/mol즉, 16.9KJ/mol 이 나온다.여기서 C는 에스터의 농도로 아세트산메틸의 농도이다. 아세트산 메틸이 가수분해가 다 되지 않고 남아있는 것이다.이것으로 온도가 높아질수록 반응속도는 빨라진다는 것을 알수 있다. 이유는 온도상승에 따라 활성화 에너지보다 큰 에너지를 가지는 입자수가 증가하기 때문이다. 또한 반응속도의 영향을 주는 요인은 온도뿐만 아니라 농도, 촉매에도 있다.

공학/기술| 2021.07.13| 9페이지| 1,500원| 조회(228)

열역학, 실험보고서, 반응속도상수, 아레니우스

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과망간산칼륨 소비법 실험

과망간산칼륨소비목차1. 서론(1) 정의(2) 측정원리(3) 적용범위(4) 화학반응2. 본론(1) Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)(2) Chemicals & Reagents (약품 및 시약)(3) Procedure (실험절차)3. 결론(1) 결과정리 및 계산(2) 관계지식4. 참고문헌Ⅰ. 서론1. 정의- 산화되기 쉬운 물질에 의해서 소비되는 KMnO4 의 양- 하수, 공장폐수, 분뇨 등의 혼입에 의하여 증가한다.+ 고농도에서 불쾌한 맛과 냄새 유발+ 암모니아성질소, 염소이온등과 함께 다량 검출 : 오줌에 의한 오염+ COD 1mg/L는 과망간산칼륨소비량 약 4mg/L에 해당- 배수관내에서 미생물 번식 : 수인성 질병 유발- 오염되지 않은 물일지라도 지질의 관계(휴믹물질 등), 제1철이온, 아질산 이온, 황화수소 등과 같은 무기물로 인해 증가하기도 함- 먹는물수질기준 : 10mg/L를 넘지 아니할 것2. 측정원리- 시료를 산성으로 조절한 후 일정한 부피의 과망간산칼륨용액(KMnO4)을 넣고 끊인(5분) 다음, 일정한 부피의 옥살산나트륨용액(Na2C2O4)을 가하여 반응하지 않고 남아있는 옥살산나트륨을 과망간산칼륨용액으로 적정하여 측정3. 적용범위- 염소이온의 농도가 500mg/L 이하의 경우에 적용하며 과망간산칼륨 소 모량이 0.3mg/L ~ 10mg/L의 범위로 존재할 때 분석가능4. 화학반응1) 수욕상에서 가열 시 : 유기물과 산화제(과망간산칼륨)의 반응5C6H1206 + 24KMnO4 + 36H2SO4 →24MS04 + 12K2SO4 + 30CO2 + 66H2O2) 가열반응 후 : 잔존 산화제와 환원제(옥살산나트륨)의 반응5Na2C204 + 2KMnO4 + 8H2SO4 →5Na2S04 + 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O3) 과망간산칼륨으로 적정시 : 옥살산나트륨과 반응2MnO4 + 5C2O4 + 16H+ → 10CO2 + 2Mn+2 + 8H2OⅡ. 본론1. Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)- 적정장치 - 스탠드- (COD용)삼각플라스크, 300mL- 뷰렛, 50mL- 피펫- 250mL 용량플라스크- 가열장치2. Chemicals & Reagents (약품 및 시약)- 묽은 황산(1+2) - 150mL제조증류수 200mL에 황산 100mL를 저으면서 천천히 넣고 수욕상에서 온도 를 높이면서 과망간산칼륨 용액으로 과망간산칼룸의 엷은 홍색이 없어지 지 아니할 때까지 한 방울씩 넣는다.- KMnO4 용액 (0.01N) - 250mL만 제조(0.002M)KMnO4 0.316g을 증류수에 녹여 1L로 한다. 갈색 병에 보존한다.- Na2C2O4 용액 (0.01N) - 250mL만 제조(0.005M)Na2C2O4 0.670g (150~200℃에서 1~1.5시간 건조)을 증류수에 녹여 1L가 되게 한다. 이는, 갈색 병에 보존하고 만든 후 1개월 내에 사용한다.- 비등석3. Procedure (실험 과정)KMnO4 용액 표정실험검수 실험(수돗물, 정수기물)?증류수 100mL를 취하여 삼각플라스크에 넣고, 비등석 5~10개를 넣는다.검수 (수돗물, 정수기물) 100mL를 취하고 몇 개의 비등석을 넣는다.?KMnO4 처리를 한 묽은 H2SO4 5mL를 넣는다.③KMnO4 용액 5mL를 넣고 5분 동안 끓인다.④Na2C2O4 용액 10mL를 넣고 탈색을 확인한다.⑤KMnO4 용액으로 엷은 홍색이 없어지지 않고 남을 때까지 적정한다.⑥같은 방법으로 3회 이상 실험을 실시한다.XⅢ. 결론1. 결과정리 및 계산- 0.01N KMnO4 용액의 역가(factor) ={10} over {(a+5)} a = 표정실험 적정에서 소비된 KMnO4 의 양 9(mL)- 검수의 KMnO4 소비량KMnO4 소비량(mg/L) =(A-B) TIMES f TIMES {1,000} over {검수량(mL)} TIMES 0.316 A = 검수의 적정에서 소비된 KMnO4의 양(mL)B = 공시험에서 소비된 KMnO4 적정량(mL)f = 0.002M KMnO4 용액 역가 (factor)2. 관계지식- 검수에 KMnO4를 넣고 가열할 때 엷은 홍색이 나타나지 않으면 KMnO4 양 이 부족하므로 따로 검수의 소량을 취하여 실험해야 한다.

생활/환경| 2021.07.13| 4페이지| 1,000원| 조회(175)

COD, 수질환경, 과망간산칼륨 소비법

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전기적 일당량 실험

열의 전기적 일당량실험 보고서목차1. 서론(1) 실험목적(2) 이론 및 실험원리2. 본론(1) Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)(2) Procedure (실험절차)3. 결론(1) 측정결과 및 계산(2) 고찰4. 참고문헌Ⅰ. 서론(1) 실험 목적- 저항에 의한 전기 에너지가 다른 형태의 에너지인 열로 변환하는 과정을 이용하여 열의 일해당량을 측정한다.- 전기에너지의 일당량 측정으로부터 미지물질의 비열측정- 3가지 이상 시료를 이용하여 전기에너지로부터 비열을 계산한다.(2) 이론 및 실험원리일을 할 수 있는 능력인 에너지에는 여러 가지 형태가 있고, 이들은 서로 변환될 수 있으며, 에너지의 단위는 joule(J)이다. 예를 들어 역학적 에너지는 열로 변환시킬 수 있다. 열도 에너지의 한 형태이며, calorie(cal)라는 단위를 사용하고 있다.에너지의 두 형태, 즉 일 W(joule)와 열 Q(calorie) 사이에는W=SQ -식(1)인 관계가 있으며, 여기서 S를 열의 일 해당량(1calorie의 열이 몇joule의 에너지에 해당되는가를 나타내는 상수)이라 하고, 그 단위는 J/cal이다. 저항 R의 양단에 전압 V가 걸려 있고 저항에 전류 i가 t초 동안 흐른다면 이 시간동안 전기에너지가 한 일은W=Vit=i ^{2} Rt -식(2)이며, 이는 거의 모두 열에너지로 변환된다.이 실험에서는 열량계를 이용하여 전기 에너지가 한 일이 얼마의 열로 변화되었는지를 측정한다. 전기로 발생된 열이 물과 용기의 온도를 T1에서 T2로 올렸다면, m을 물의 질량, M을 열량계의 물 해당량이라 할 때 발생한 열 Q는Q=(m+M)c _{w} (T _{2} -T _{2} ) -식(3)이 된다. 여기에서 cW는 물의 비열로서 1.0cla/(g·K)dlau, 열량계의 물 해당량은 물체의 열용량과 같은 열용량을 갖는 물의 질량이다. 따라서 (2)와(3)으로부터 열의 일 해당량 S는S= {W} over {Q}이 된다. -식(4)Ⅱ. 본론1. Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)- 전기 열량계- 교반기 & 스핀바- 디지털 온도계- 가열장치- 단열성 비이커 : 300mL- 전자저울- 멀티미터- 직류전원공급장치 : DC30V-3A2. Procedure (실험 과정)1) 열량계의 물해당량 측정?열량계에 상온의 물(m1) 200g 정도를 붓고 물과 열량계의 온도 T1을 측정한다.?비이커와 저울을 이용하여 60℃~80℃ 정도의 물(m2) 200 정도를 비이커에 붓고 물의 온도 T2를 측정한다.?그 물을 온도 측정 직후 최대한 빨리 열량계에 붓고 뚜껑을 닫은 다음 교반장치를 이용하여 전체가 일정한 온도를 갖는 평형상태가 되었을 때 온도 T3을 측정한다.?열량 보존의 원리에 의해c _{W} (M+m _{1} )(T _{3} -T _{1} )=c _{W} m _{2} (T _{2} -T _{3} )가 되며 여기서 cW는 물의 비열이다. 관계식으로부터 열량계의 물해당량 M을 구한다.?같은 방법으로 물 400, 600으로 하여 반복한후 평균값을 낸다.2) 열의 일 해당량 측정?전원이 차단되어 있는가를 확인하고 비어진 상태의 열량계 마개의 전원단자와 직류전원 장치, 멀티미터(암페어 단위 전류계로 사용)를 연결한다. 직류전원 공급장치의 전류와 전압이 0이 되게 한다.?전원을 넣고 전류계의 눈금이 2A가 될 때까지 직류전원 공급장치를 조정해 놓은 다음 전원을 끊는다.?전자저울을 이용하여 상온의 물(m) 200g 정도를 열량계에 붓고 뚜껑을 닫은 후 열평형을 확인하고 그 때의 온도 T1을 측정한다.?전원을 넣고 동시에 초시계를 누른다. 또 그때의 전류 i와 전압 V를 기록한다.?1분후, 열량계의 물의 온도 T1을 측정하여 기록한다. 또 그때의 전류 i와 전압 V를 기록한다. 전류계를 계속 관찰하면서 전류가 변하면 직류 전원 공급장치의 전압을 조정하여 전류를 일정하게 한다.?10분 후까지 매분 ?의 과정을 반복 기록한다.?측정한 결과를 가지고 일(전기에너지)과 열(열량계온도변화)의 그래프를 그리고 이론값과 비교한다.Ⅲ. 결론1. 측정결과 및 계산1) 열량계의 물해당량 측정(1) 200mLT126.4℃T267℃T360.4℃M= {m _{2} (T _{2} -T _{3} )} over {(T _{3} -T _{1} )} -m _{1}식을 이용하여 M값을 구하면M = -161.17(2) 400mLT124℃T265.4℃T363.6℃M = -381(3) 600mLT123.4℃T267.5℃T365.4℃M = -570따라서 M = -3702) 열의 일 해당량 측정(1) 200mL - 1번A1.03T124.6℃V7.63T228.0℃s485W`=IVT 식을 이용하여 구하면W = 3811.6JQ`=mC TRIANGLE T 식을 이용하여 구하면Q = 680cal1cal = 4.184J 관계를 이용하면1cal = 5.605J 이다.여기에 M = -370 대입해서 구하면1cal = 6.594J 이다.(2) 200mL - 2번A1.52T124.7℃V10.06T230℃s390W = 5963.57JQ = 1060cal1cal = 5.62J 이다.여기에 M = -370 대입해서 구하면1cal = 9.362J 이다.(3) 400mLA2.22T124.7V15.2T230.2℃s250W = 8436JQ = 2200cal1cal = 3.83J 이다.여기에 M = -370 대입해서 구하면1cal = 51J 이다.2. 고찰이 실험에서는 전기 에너지가 발생시킨 열량을 측정해 열의 일 해당량을 측정하며, 열량계의 물 해당량 측정과 열의 일 해당량 측정의 두 단계로 나누어서 실험을 했다. 우선 초기 실험실 온도가 일정하지 않았다는 것이 오차 발생을 일으켰다. 또한 열에너지의 자연손실도 오차의 원인이다. 마찰 원통의 초기 온도 상태로 24 ~ 25℃ 정도인데 역학적 E를 가해 원통에 열E를 가하면 원통자체의 온도는 비록 상승하지만 실온과의 온도차가 커질수록 빼앗기는 열 E도 커지게 된다. 따라서 실제로는 더 올라갈 수도 있었던 원통의 온도가 떨어지게 되므로 역학적 에너지의 오차를 야기할 수 있다.실험 결과로 보았을 때 열량계의 물해당량 측정 실험 데이터를 집어넣지 않은 열의 일 해당량 값이 더 1cal = 4.184J 식에 근접하게 나왔다. 따라서 열량계의 물해당량 측정 실험이 잘못된 것 같다. 물 해당량 측정시 물의 질량을 부피로 계산하였는데 사용한 물의 밀도는 온도에 따라 달라지고 증류수도 아니므로 정확하지 않았다. 또한 뜨거운 물을 담아오고 실험에 대해 동기들과 토론하다보니 열이 떨어져 정확한 값이 나오기 힘들었던 것 같다. 그리고 에어컨 등 주변과의 온도차이 때문에 (실험실의 온도가 일정하지 않음) 열이 손실되었다고 볼 수 있다.

공학/기술| 2021.07.13| 6페이지| 1,000원| 조회(175)

열역학, 물리, 전기적 일당량

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반응열과 Hess의 법칙

반응열과 Hess의 법칙실험 보고서목차1. 서론(1) 실험목적(2) Hess의 법칙(3) 이론 및 실험 원리2. 본론(1) Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)(2) Procedure (실험절차)3. 결론(1) 측정결과 및 계산(2) 고찰4. 참고문헌Ⅰ. 서론(1) 실험 목적- 고체 수산화나트륨과 염산의 중화반응을 한 단계 및 두 단계로 일으켜서 각 단계의 반응열을 측정하고 Hess의 법칙을 확인한다.- 화학 반응에 관련된 열 흡수 또는 방출의 흐름을 열량계로 측정한다.(2) Hess의 법칙- 반응열은 그 반응 초기의 상태와 끝나는 상태만으로 결정되며, 그 도중의 변화에는 따르지 않는다는 법칙이다.(3) 이론 및 실험원리aA + bB → cC + dD반응의 완결도가 100%일 때△HR(반응열) = (cHc + dHD) - (aHA + bHB)△HR > 0, endothermic rxn△HR < 0, exothermic rxn헤스의 법칙은 열역학적 상태 함수는 반응의 시작 물질과 생성 물질이 같다면 반응 경로에 상관없이 같은 값을 가진다는 법칙이다. 헤스의 법칙을 사용하면 엔탈피의 변화량이나 엔트로피의 변화량과 같이 중요한 열역학적 상태함수의 값을 쉽게 얻을 수 있다.(1) NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq) 의 반응열 측정(2) NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) 의 반응열 측정(3) Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) --->H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq)Ⅱ. 본론1. Glassware & Apparatus (초자기구 및 기자재)- 250mL 삼각플라스크 3개- 500mL 비커 또는 1L 플라스크- 100mL 눈금실린더- 온도계- 저울- 0.5M NaOH- 0.5M HCl- 0.5M HCl2. Procedure (실험 과정)1) 0.5M 일 때 질량 200mL35% HCl 용액을 (분자량 36.5) 500mL 만든다. 이때 HCl의 용액은 26mL 넣고 증류수를 채워 500mL로 만든다. 여기서 0.5M이므로 1/2해주면 26mL이다.{36.5} over {0.35} TIMES 0.5=52(1L기준)`따라서`500mL기준`26mL(1) NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq) 의 반응열 측정?빈 삼각플라스크의 무게를 측정한 후 250mL 삼각플라스크 속에 넣는다.(m1)?여기에 0.5M 염산용액을 200mL를 넣은 다음 온도를 측정한다.(T1)?0.2g의 고체 수산화소듐 알갱이를 0.001g까지 가능한 한 빨리 질량을 측정하여 플라스크에 넣고 흔들어서 잘 녹인 다음 이용액의 최고온도를 기록한다.(T2)?중화된 용액을 포함하는 삼각플라스크 컵의 질량을 측정하여 기록한다.(m2)(2) NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) 의 반응열 측정?빈 삼각플라스크의 무게를 측정한 후 250mL 삼각플라스크 속에 넣는다.(m1)?여기에 증류수를 200mL를 넣은 다음 온도를 측정한다.(T1)?0.2g의 고체 수산화소듐 알갱이를 0.001g까지 가능한 한 빨리 질량을 측정하여 플라스크에 넣고 흔들어서 잘 녹인 다음 이용액의 최고온도를 기록한다.(T2)?중화된 용액을 포함하는 삼각플라스크 컵의 질량을 측정하여 기록한다.(m2)(3) Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) --->H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq)?빈 삼각플라스크의 무게를 측정한 후 250mL 삼각플라스크 속에 넣는다.(m1)?여기에 0.5M 염산용액을 100mL를 넣는다.?눈금실린더에 0.5M 수산화소튬 용액 100mL를 취하여 두고 두 용액의 온도가 거의 같아지면 온도를 기록한다.(T1)?수산화소듐 용액을 가능한 한 빨리 염산 용액에 쏟아 붓고 상승한 최고온도를 기록한다.(T2)중화된 용액을 포함하는 삼각플라스크 컵의 질량을 측정하여 기록한다.(m2)2) 1M 일 때 질량 200mL35% HCl 용액을 (분자량 36.5) 500mL만든다. 이때 HCl의 용액은 52mL 넣고 증류수를 채워 500mL로 만든다.{36.5} over {0.35} =104(1L기준)`따라서`500mL기준`52mL실험은 위와 같은 방법으로 3가지를 한다.3) 이번엔 0.5M농도로 질량을 300mL로 하였을 때실험은 위와 같은 방법으로 3가지를 하지만 전량을 300mL로 한다.Ⅲ. 결론1. 측정결과 및 계산1) 0.5M 일 때 질량 200mLm1108.64gT127.9℃m2310.71gT231.4℃(1) NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq) 의 반응열 측정(2) NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) 의 반응열 측정m1125.16gT126.8℃m2325.20gT228.1℃(3) Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) --->H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq)m1125.53gT126.6℃m2327.79gT230.0℃Q`=mC TRIANGLE T 식에서 m은 m2-m1 의 값으로 중화된 용액의 무게이다.Q1 = 707.245cal → △H1 = 14144.9calQ2 = 260.052cal → △H2 = 5201.04calQ3 = 687.684cal → △H3 = 13753.68cal△H1 = △H2 + △H3오차 값 = -4809.82 로 34% 오차가 생겼다.2) 1M 일 때 질량 200mL(1) NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq) 의 반응열 측정m1109.05gT126.6℃m2314.95gT229.9℃(2) NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) 의 반응열 측정m1127.04gT125.7℃m2328.09gT227.0℃(3)m1127.64gT127.7℃m2329.59gT231.8℃Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) --->H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq)Q1 = 679.47cal → △H1 = 13589.4calQ2 = 261.365cal → △H2 = 5227.3calQ3 = 827.995cal → △H3 = 16559.9cal△H1 = △H2 + △H3오차 값 = -8208.83) 이번엔 0.5M농도로 질량을 300mL로 하였을 때(1) NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq) 의 반응열 측정m1174.43gT127.0℃m2475.93gT229.7℃(2) NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) 의 반응열 측정m1177.26gT125.9℃m2477.49gT226.8℃(3)m1192.50gT126.0℃m2494.94gT229.5℃Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) --->H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq)Q1 = 814.05cal → △H1 = 16281calQ2 = 270.207cal → △H2= 5404.14calQ3 = 998.052cal → △H3= 19961.04cal△H1 = △H2 + △H3오차값 = -9084.182. 고찰실험 값을 보면 오차가 크게 나왔다. 그 이유는 여러 가지 요인으로 생각된다. 우선 에어컨 바람의 영향으로 온도가 왔다 갔다 했었다. 처음에 보온재를 찾지 못해서 더 열량이 많이 빠져나간 것 같다. 따라서 단열이 잘 되지 않았던 것 같다. 스티로폼겁이 없어서 열손실이 컸던 것이다. 그리고 NaOH는 조해성을 가지고 있다. 그리고 무게종이(약산지)에서 증류수를 사용할 수 없어서 정확히 2g이 다 떨어지지 않았다. 하지만 결과계산에서는 이 질량이 100% 모두 NaOH라고 간주하고 계산을 행했으므로, ΔH의 실험값을 이론값보다 작게 나온 것이다.그리고 또 다른 이유는 비커의 재사용이다. 비커의 수가 많지 않아 실험을 다시 하려면 비커를 씻고 난 다음에 비커의 무게를 측정하였다. 이 과정에서 겉에 물기를 최대한 제거하긴 했지만 안에 남아있는 물의 무게도 영향을 줬을 것이다.그리고 NaOH가 녹게 하기 위해 비커를 흔들어 운동에너지를 줬다. 따라서 마찰에 이해 온도상승이 일어나 오차에 영향을 준 것 같다.

공학/기술| 2021.07.13| 7페이지| 1,000원| 조회(129)

열역학, 물리, 결과보고서, 반응열과 헤스법칙

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