[물리화학실험]가스의 임계점

소개글

"[물리화학실험]가스의 임계점"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 실험 배경
2) 임계점
3) 임계 상태
4) 초임계 유체
5) 임계 온도
6) 응용분야
7) 보일의 법칙
8) van der Waals 방정식

3. van der Waals 방정식
1) 실험 재료

4. 실험 방법
1) 실험 과정
2) 상전이 실험장치(다른 방법)

5. 주의 사항

6. 실험 결과

7. 토의 사항
1) 실험 고찰
2) 오차의 원인
3) 결론

8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 일반적으로 기체는 그 임계온도보다 훨씬 높은 온도에 있으면 이상기체로서의 성질에 가까워져 보일-샤를의 법칙 pV=nRT를 만족하게 된다.
1.2. 실제 가스에 대한 여러 상태 열방정식이 있는데, 본 실험에서는 van der Waals 방정식을 선택해서 ethane, sulphur hexafluoride의 PVT-Data를 측정하여 van der Waals 상수를 결정하고자 한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 실험 배경
가스의 PVT 거동은 가끔 이상기체 상태방정식(법칙) (PV=nRT)에 따르는 것으로 간주된다. 그러나 높은 압력과 낮은 온도에서 모든 실제 가스는 이상기체 법칙으로부터 다소 넓은 편차를 보인다. 실제 가스에 대한 상태 열방정식을 만들기 위하여 몇 가지 접근 방법이 있었다. (EX. van der Waals 방정식, Beattie-Bridgeman 방정식, Virial 방정식 등).
문제의 복잡성 때문에 이들 방정식에 사용된 대부분의 인자들은 실험적으로 결정된다. 본 실험에서는 에탄 혹은 6플루오르화황(sulphur hexafluoride)의 PVT-데이타를 측정하여 임계점과 van der Waals 상수를 결정하고자 함이다.
1.1. 임계점
액체와 기체의 두 상태를 서로 분간할 수 없게 되는 임계상태에서의 온도와 이 때의 증기압. 저온상에서 고온상으로의 상변화에서, 저온상이 존재할 수 있는 한계온도와 압력을 말한다. 물리학에서, 보통 때는 부분적으로만 혼합되는 두 액체가 서로의 경계가 소실됨으로써 완전히 일체화될 때의 온도와 압력을 말한다. 대개는 각 물질의 임계압력․임계밀도로써 결정되고 물질의 임계온도로써 나타내며, 이 현상이 나타나는 물질의 상태를 임계상태라고 한다. 종류로는 강자성에서 상자성으로의 상변화에서 나타나는 퀴리온도, 액체상에서 기체상으로의 상변화에서 나타나는 임계상태 따위가 있다.
예를 들면, 밀폐용기에 물을 넣고 온도를 올리면 물은 팽창하여 밀도가 작아지고 포화수증기는 압력이 증가하여 밀도가 커지므로, 물과 수증기의 밀도차는 점점 작아진다. 그리고 374.2℃에서는 결국 물과 수증기의 밀도차가 없어져 물과 수증기를 구별할 수 없게 된다.

참고 자료

물리화학, Alberty Silbey, 사이텍미디어, Vol. P.17～23, p.200～202, p.241～243
물리화학, Mortimer, 아카데미출판, Vol, P.24～31, P.192～199
물리화학, Ira N Levine, McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS, Vol.4, P.210～213