물의 증기압과 증발열(예비,결과)

소개글

물의 증기압과 증발열(예비,결과)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험명
2. 목적
3. 원리
4. 기구 및 시약
5. 실험방법
6. 실험 결과 및 토의
7. 결론

본문내용

게 하면, 이상 기체의 성질에 가까와 진다.
6) 이상기체방정식 유도
보일의 법칙, 샤를의 법칙, 아보가드로의 법칙을 이용하여 이상기체방정식을 유도할 수 있다..
· 보일의 법칙
- 일정온도에서 일정량의 기체 부피는 압력에 반비례한다.
· 샤를의 법칙
-압력과 온도가 일정할 때, 기체의 부피는 절대 온도에 비례한다.
·보일-샤를의 법칙
- 일정량의 기체의 부피는 절대 온도에 비례하고, 압력에 반비례한다.
4. 기구 및 시약
10 mL 메스실린더
1 L 톨비커
온도계
스탠드
기압계
가열기 및 교반기(Hot & Stir plate)
증류수
얼음
5. 실험방법
(1) 기압계로 대기압을 측정하고 10 mL의 눈금실린더에 물을 2/3정도 채운다.
(2) 손으로 눈금 실린더를 막은 후 거꾸로 하여 물로 채워진 1L 톨 비커에 온도계와 눈금자를 함께 담근다. 이때 눈금실린더의 공기 부분까지 모두 물에 잠기게 하여 눈금실린더의 밑바닥과 비커의 수면과 같도록 한다.
(3) 그림과 같이 장치하고 80℃부근까지 가열한 뒤 식힌다.
(4) 온도를 내리면서 약 5℃간격으로 50℃까지 기체의 부피(눈금실린더의 눈금을 읽는다), 물의 온도, 눈금실린더의 공기층의 사이의 높이(H, 눈금자를 읽는다)를 측정한다. (기체의 부피는 0.1 mL까지, 온도는 0.1℃까지 읽는다. 물의 온도를 균일하게 하기 위하여 가끔 비커의 물을 저어준다.)
(5) 온도가 50℃에 달하면 얼음을 넣어 냉각하여 5℃이하로 냉각시키고 기체의 부피, 물의 온도, 눈금실린더의 공기층의 사이의 높이 (H)를 측정하여 공기의 몰수를 구한다.
6. 실험 결과 및 토의
※ 물 온도 : 16‘C
공기 부피 : 10mL
대기압
794mmHg = 794torr
온도(K)
50∼80 ℃결과
측정된 부피
(mL)
보정된 부피
(mL)
공기압
(torr)
물의 증기압
(torr)
80℃ = 353K
17.5
17.3
1.019
792.98
75℃ = 348K
16.25
16.05
1.083
792.92
70℃ = 343K
14.5
14.3
1.199
792.80
65℃ = 338K
13.1
12.9
1.309
792.69
60℃ = 333K
12.2
12.0
1.386
792.61
55℃ = 328K
11.5
11.3
1.450
792.55
50℃ = 323K
11.0
10.8
1.494
792.51
5℃ 이하의 결과
= 278K
8.3
8.1
1.715
792.29
공기의 몰수
8.017*10-4
mol
※ 보정된 부피
눈금실린더가 거꾸로 있는 상태에서 부피 측정을 하므로 메니스커스를 보정하기 위해서는
모든 부피 측정값에서 0.2mL를 뺀 값이 보정된 부피값이다.
▶ 공기의 몰수 :
▶ 공기압 : ex) 80℃
▶ 물의 증기압 : ex) 80℃
▶ vs. 1/T 그림
T(K)
353
348
343
338
333
328
323
1/T
2.83
2.87
2.91
2.96
3.00
3.05
3.09
6.6758
6.6757
6.6756
6.6754
6.6753
6.6753
6.6752
- 기울기 (S) : -2.3534
물의 증발열(ΔHvap) = R × S = J/mol
이번 실험은 공기와 물이 혼합된 기-액 상평형 시스템을 구축한 뒤 온도를 변화시켜 그 부피를 측정하여 물의 증기압과 증발열을 구하는 실험이었다. 물과 공기를 담은 눈금실린더를 거꾸로 세운 후 온도를 변화시켜 그 부피를 측정, 물의 증기압과 증발열을 구했다. 순수한 물이라면 100도에서 끓지만 물의 끓는점은 주변의 기압에 따라 그 값은 달라진다. 이번 실험에서 가장 중요한 것은 실험을 다 시행한 후 눈금실린더의 수면과 비커의 수면을 일치시켜주어 압력을 보정시켜주는 일이다. 이를 제대로 시행하지 않았을 경우 가장 큰 오차가 생길 수 있는 원인이 된다. 온도를 80도까지 올린 후 5도씩 마다 온도를 떨어드려 측정 해야하는데 온도를 내리기가 쉽지가 않아, 얼음을 많이 넣었다. 넣은 만큼 물을 빼주었지만 오차가 발생한 것 같다.
▶ 오차율
① 실제기체와 이상기체의 차이로 인하여 오차가 발생한다.
실제 기체는 고유의 부피가 있고, 분자 사이에는 인력이 작용하고 있기 때문이다.② 물 속에서 메스실린더를 꺼내는 순간 온도의 변화로 인하여 오차가 발생한다.
꺼내는 순간 최대한 빠르게 측정하도록 한다. 메스실린더의 눈금을 읽을 때 오차가 발생할 수 있다.
메니스커스를 주의하면서 눈금을 읽도록 한다.
7. 결론
▶ 증기압은 온도에 따라 변하는데 온도가 증가할수록 기체상의 분자수가 많아져서 증기압이 증가한다.
▶ 증발열은 액체 1몰을 증발시키는데 필요한 에너지를 말하며 분자간 인력의 세기에 정비
례 한다. 분자간 인력이 강하면 액체가 증발하기 어려우므로 증기압은 낮고 증발열은 크다.
▶ 클라우지우스-클라페이롱 식을 이용하면 액체의 증발열은 액체의 증기압과 절대온도 사
이의 관계를 알 수 있다.
※참고문헌
https://www.scienceall.com/%EC%83%81%EB%B3%80%ED%99%94-phase-changephase-transition-%E7%9B%B8%E8%AE%8A%E5%8C%96/ - 상변화
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AC%BC%EC%9D%98_%EC%A6%9D%EA%B8%B0%EC%95%95 - 물의 증기압
https://bugo.jbnu.ac.kr/2015/bbs/board.php?bo_table=cafe_2017_free&wr_id=576&page=302&cafecode= - 동적 평형
https://blog.naver.com/venomous1st/222234223005 - 동적평형예시
https://blog.naver.com/youjs09/50108793074 - 증발
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=4389967&cid=60217&categoryId=60217 - 증발열
https://blog.naver.com/youjs09/50108793074 - 물의 증발열 측정, 이상기체와 실제기체
https://blog.naver.com/widework2/220709177379 - 결론

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물의 증기압과 증발열,   화학실험,   자연과학