기체 상수 결정

소개

실험을 통해 두 가지 기체를 발생시켜 기체 상수를 결정하여 이론값과 비교하고, 기체 상수 결정 실험의 설계상 문제점을 스스로 찾아내고 대안을 제시한다.

목차

1. 실험목적

2. 이론적배경
2.1. 기체분자운동론
2.2. 돌턴의분압법칙
2.3. 이상기체법칙
2.4. 반데르발스 상태 방정식
2.5. 온도에 따른 수증기압

3. 기구 및 시약

4. 실험과정
4.1. 산소 기체를 이용한 기체 상수 결정
4.2. 이산화탄소 기체를 이용한 기체 상수 결정

5. 실험결과

6. 관찰 및 토의
6.1. 실험 과정의 설계
6.2. 산소 기체를 이용한 기체 상수 계산
6.3. 이산화탄소 기체를 이용한 기체 상수 계산
6.4. 시험관이 실온으로 식은 시점 확인
6.5. 실험에 사용하는 기체와 시약병에 넣는 액체의 선택

7. 결론 및 제언

8. 참고문헌

본문내용

Ⅰ. 실험개요

1. 실험 목표
실험을 통해 두 가지 기체를 발생시켜 기체 상수를 결정하여 이론값과 비교하고, 기체 상수 결정 실험의 설계상 문제점을 스스로 찾아내고 대안을 제시한다.

2. 이론적 배경

1) 기체 분자 운동론
- 기체 분자의 운동을 설명하기 위한 가설
- 가정 1 : 기체 분자는 질량은 존재하지만, 부피는 존재하지 않는다.
- 가정 2 : 기체 분자는 서로 간에 힘을 주고받지 않는다.
- 가정 3 : 기체 분자가 일으키는 모든 충돌은 완전 탄성 충돌이다.
- 가정 4 : 기체는 어떤 온도나 압력에도 절대로 액화 또는 승화되지 않는다.
- 가정 5 : 기체 분자의 평균 분자 운동 에너지는 절대 온도에만 비례하며, 분자의 크기, 모양 및 종류에는 영향을 받지 않는다.
-
- : 기체 분자의 평균 분자 운동 에너지, : 기체의 절대 온도
2) 돌턴의 부분압력의 법칙(Dalton's law)
- 이상기체의 혼합물에 가해진 총 압력은 그 혼합물 내의 각각의 가스의 부분압력의 합과 같다.
-
- : 전체 압력, () : 각 구성요소의 부분압력
3) 이상기체 법칙(ideal gas law)
- 이상 기체를 다루는 상태 방정식
-
- : 유체의 압력, : 유체의 부피, (= 8.315 J/mol·K = 0.0821 L·bar/mol·K) : 기체 상수, : 유체 성분의 양, : 유체의 절대 온도
4) 반데르발스 상태 방정식(van der Waals equation of state)
- 0이 아닌 크기와 서로의 상호작용이 있는 입자로 된 유체(실제 기체)의 상태 방정식

참고자료

· Wikipedia, ‘기체 분자 운동론’, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B8%B0%EC%B2%B4_%EB%B6%84%EC%9E%90_%EC%9A%B4%EB%8F%99%EB%A1%A0, 검색일: 2017.09.01, 검색장소: 대한민국 경기도 수원시 장안구 수일로 135 경기과학고등학교.
· Wikipedia, ‘돌턴의 법칙’, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8F%8C%ED%84%B4%EC%9D%98_%EB%B2%95%EC%B9%99, 검색일: 2017.09.01, 검색장소: 대한민국 경기도 수원시 장안구 수일로 135 경기과학고등학교.
· Wikipedia, ‘이상기체 법칙’, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EC%83%81%EA%B8%B0%EC%B2%B4_%EB%B2%95%EC%B9%99, 검색일: 2017.09.01, 검색장소: 대한민국 경기도 수원시 장안구 수일로 135 경기과학고등학교.
· Wikipedia, ‘Van der Waals equation’, https://en.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals_equation, 검색일: 2017.09.01, 검색장소: 대한민국 경기도 수원시 장안구 수일로 135 경기과학고등학교.
· Mount Pleasant Area School District, ‘Water Vapor Pressure - more detail’, https://www.mpasd.net/site/default.aspx?PageType=3&ModuleInstanceID=3726&ViewID=7b97f7ed-8e5e-4120-848f-a8b4987d588f&RenderLoc=0&FlexDataID=6372&PageID=3564, 검색일: 2017.09.01, 검색장소: 대한민국 경기도 수원시 장안구 수일로 135 경기과학고등학교.