액체증기압측정

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액체증기압측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

ABSTRACT
TABLE OF CONTENTS

1. INTRODUCTION
1-1. 실험목적
1-2. 이론

2. EXPERIMENTAL
2-1 기구 및 시약
2-2 실험 절차

3. RESULT&DISCUSSION
3-1 Raw Data
3-2 RESULTS
3-3 DISCUSSION

4. REFERENCES

본문내용

= { TRIANGLE H} over { R { T}_{0 } } - { TRIANGLE H} over {RT }
(13)
logp = { TRIANGLE H} over {2.303R {T }_{0 } } - { TRIANGLE H} over {2.203RT }
logp = -{ TRIANGLE H} over {2.303R T } +C
(14)
(14)식은 C-C eqn.을 바로 적분할 경우이고, 이번 실험에서는 바로 위의 식을 이용하여
TRIANGLE { H}_{ v}
를 구하면 되는 것이다[4, 5].
1-2-4. manometer의 원리
manometer는 압력차 측정에 중요한 장치이다. 그림에서 가장 간단한 manometer를 보이고 있다. U자 관의 빗금 부분에 밀도
{ rho }_{A }
인 액체 A를 채우고, 그 위의 팔 부분에 밀도
{ rho }_{B}
인 유체B를 채웠다고 하자. 유체 B는 액체 A와 섞이지 않으며 밀도가 작다.
U자 관의 두 팔에 각각 압력 pa, pb미친다고 하자. 압력차pa - pb로 인하여 U자 관의 한 팔의 액면은 다른 팔의 액면보다 높아지므로, 이 두 액면의 수직거리 Rm으로부터 압력차를 알 수 있다. pa - pb와 Rm의 관계를 유도하기 위하여, 압력 pa인 점 1에서부터 시작하자.
점 2에서의 압력은
{ p}_{a } + LEFT ( g/ { g}_{c } RIGHT ) LEFT ( { Z}_{m }+ { R}_{ m} RIGHT ) { rho }_{A }
(15)
가 된다.
정력학의 원리에 의하여, 점 3에서의 압력도 이와 같아진다. 점3에서의 압력도 이와 같아진다. 점 4에서의 압력은 점 3에서의 압력보다
(g/ { g}_{c }) { R}_{m } { rho }_{a }
만큼 작다. 이상의 설명을 요약하면
{ p}_{a } + { g} over { { g}_{c } } LEFT [ LEFT ( { Z}_{ m} + { R}_{m } RIGHT ) { rho }_{B } - { R}_{m } { rho }_{A } - { Z}_{m } { rho }_{ B} RIGHT ] = { rho }_{B }
와 같다. (16)
이 식을 간단히 하면, 다음과 같다.
{ p}_{a }- { p}_{ b} = { g} over { { g}_{ c} } { R}_{ m} LEFT ( { rho }_{A }- { rho }_{B } RIGHT )
(17)
이 관계는 거리 Zm과는 무관하며, 또 압력pa, pb를 같은 수평면에서 측정하는 한, 관의 크기에도 관계없다. 유체 B가 기체라면,
{ rho }_{B }
는
{ rho }_{A }
에 비하여 무시할 수 있다[6].
1-2-4. 아스피레이터(aspirator)
아스피레이터(aspirator)는 물이 뿜어내는 힘에 의해 감압(reduced pressure)을 얻는 기구이다.
아스피레이터에 의해 얻을 수 있는 감압은 물이 차가울수록 또한 물이 뿜어 나오는 유속이 클수록 더 낮은 압력을 얻을 수 있는데 실험실의 수압이 바로 아스피레이터에서 얻을 수 있는 압력에 관계되므로 수압이 매우 낮은 실험실인 경우 물 순환 펌프를 달아 물을 강제로 뿜어내는 것이 효율적이다.
최근에는 강제 순환펌프와 수조가 달린 handy jet aspirator가 있어서 물을 재사용하고 상당히 낮은 압력까지 얻을 수 있도록 되어 있는데 실험실내의 수도에 아스피레이터를 설치하면 수압이 종종 달라져 물이 실험장치 내에 역류해 들어올 수 있으므로 필히 안전장치를 설치해야 한다.
아스피레이터에서 얻을 수 있는 압력은 보통 20㎜Hg내외이다[7].
Fig.1. 아스피레이터.
1-2-5. 온도 측정 및 보정
온도측정의 공용단위로서는 물의 어는점과 끓는점 사이를 100등분하고 1/100눈금을 1˚로 정한 섭씨온도(Centrigrade Celsius degree, ℃)가 어는점과 끓는점 사이를 180눈금으로 하고 어는점을 32˚로 정한 화씨온도(Fahrenheit degree, ℉)보다 많이 쓰이고 있다. 과학분야에서는 켈빈(Kelvin, K) 온도가 쓰인다.
K ＝ ℃ ＋ 273.15
화씨온도와 섭씨온도간에는 다음 식으로 서로 변환시킬 수 있다.
℃ ＝ ( ℉ － 32 ) ×
{ 5} over {9 }
℉ ＝ ( ℃ ×
{ 9} over {5 }
) ＋ 32
증류와 같은 실험과정에서 학생들이 읽은 온도 값은 여러 원인으로 오차가 생길 수가 있다. 처음 실험하는 학생들에게 가장 흔한 것은 아마도 온도계의 수은주를 분축기에서 너무 높여 올라간 증기가 온도계 수은구에서 응축되지 않아 낮은 온도를 읽게 되는 것이다. 보다 덜 심각한 오차는 수은관이 노출되어 대기 중에서 냉각되는 것이다. 3구플라스크 안의 반응물의 온도측정시에도 수은주의 온도가 실제 온도를 나타내주지 않는데, 이는 수은주 온도가 온도계의 구 안에 있는 수은의 온도와 같지 않기 때문이다. 길이가 긴(250∼300mm) 일반적인 온도계는 실제 끓는점을 나타내지 않는데, 온도계의 구 안에 있는 수은의 온도가 수은주와 똑같지 않기 때문이다.
T가 정확하게 알려지지 않았기 때문에 실제로 이 보정이 아주 완전하지 않지만 실온과 읽은 오도의 차이의 절반까지 근접한다. 150˚이상의 온도 측정에서 보정은 수 도에 달한다.
어떤 온도계는 대의 3-인치(76-mm)가 잠겨 있다고 가정하고 이미 보정되어 있는 눈금이 매겨져 있어 이러한 온도계로 측정한 값은 보정해서는 안 된다. 이러한 부분 잠김 온도계는 수은구 바닥의 76mm 위에 원형으로 선을 새겨 표시되어 있다.
단순증류에서 액체 위의 압력은 대기압이다. 일반적인 작업에서 1기압(760mm)으로부터 압력의 작은 편차에서 기인된 끓는점의 변화는 무시해도 되지만, 정밀한 작업이나 더 높은 고지에서 일할 때는 증류하는 동안 기압계의 압력을 기록하는 것이 필요하다.
표준화하는 동안에 대기압이 1기압이 아닌 경우에는 특히 끓는점이 대기압에 따라 변하기 때문에 아래의 크라프츠(Crafts) 규칙에 의해 보정하여 구한다.
기압PmmHg에서 bp ＝ 760mmHg에서 bp－
{ (273＋760mmHg에서

키워드

화학공학기초실험,   증기압,   액체의증기압측정,   아스피레이터,   물과 메탄올의 증기압,   Clausius-Clapeyron식