물의 증기압과 증발열

목차

1. Abstract (요약)
2. Introduction (이론 및 배경)
3. Experimental (준비물 및 실험방법)
4. Results (실험 결과)
5. Question (문제)
6. Discussion (토의 및 고찰)
7. References (참고문헌)

본문내용

. 보정된 부피
눈금실린더가 거꾸로 있는 상태에서 부피 측정을 하므로 메니스커스를 보정하기 위해서는
모든 부피 측정값에서 0.2mL를 뺀 값이 보정된 부피값이다.
2. 공기의 몰수
는 mol, 는 대기압, R은 0.082 L·atm/K·mol , T(K)는 273.15 ,
V는 처음 측정된 부피이며 L로 환산한다.
3. 공기압
각 온도에서의 공기압은 위에서 계산된 공기의 몰수와 각 온도에서 측정된 기체의 부피를
아래의 이상기체 상태방정식에서 대입하여 계산한다.
4. 물의 증기압
다음과 같이 Dalton의 분압 법칙 및 압력 평형식을 사용하여 각 온도에서 물의 증기압을
계산한다.
5. 증발열
위에서 얻은 결과를 토대로 표를 작성하고 이를 그래프 용지 위에 그린다. 이 점들을 가장 근접하게 지나는 직선을 그리고, 그 직선의 기울기를 구한다. 이직선과 Clausius-Clapeyron 식을 사용하여 물의 증발열 을 구한다.
6. 대기압
기압계마다 단위가 다르므로 atm으로 환산하여 적는다.
4. Results (실험 결과)
1) 대기압
대기압 1019 hPa → 1.006 atm
2) 공기의 몰수
P
V
T
R
대기압(atm)
처음 부피(L)
실온(K)
기체상수(Latm/Kmol)
1.006
0.004
297.65
0.082
공기의 몰수() 계산식
3) 물의 증기압
온도(℃)
측정된 부피
(mL)
보정된 부피
V(mL)
공기압
(torr)
물의 증기압
(torr)
80
5.7
5.5
655.8
108.8
75
5.4
5.2
683.9
80.66
70
5.2
5.0
700.9
63.66
65
5.0
4.8
719.6
44.96
60
4.7
4.5
756.1
8.46
55
4.6
4.4
761.7
2.86
50
4.5
4.3
767.6
- 3.04
5℃ 이하
3.9
3.7
767.5
- 2.94
4) lnP vs 1/T 그래프 그리기
T(K)
353.15
348.15
343.15
338.15
333.15
328.15
323.15
1/T()
2.83
2.87
2.91
2.96
3.00
3.05
3.09
ln
4.69
4.40
4.15
3.80
2.14
1.05
·
그래프 종이를 이용하여 도시하시오.
5. Question (문제)
1) 끓는점과 증기압의 관계를 설명하라.
증기압이 높을수록 끓는 점이 낮아진다. 증기압이란 액체 또는 고체에서 증발하는 기체의 압력으로, 빨리 끓는 것이 증발되는 기체가 더 많게 되어 압력이 그만큼 커진다고 할 수 있다.
2) 증발열을 구하는 방법에 대해 설명하라.
증발열이란 어떤 물질이 기화 할 때 외부로부터 흡수하는 열량이다. 이 열이 클수록 주변에서 더 많은 열을 빼앗기므로 주위의 온도를 낮추게 된다. 이러한 증발열은 Q= c*m*T를 이용한다. q는 에너지이고 c는 비열, m은 질량, T는 온도이다.
3) 증기압과 증발열은 액체의 어떤 성질에 대한 정보를 제공하는가?
증기압과 증발열은 액체가 열에너지를 흡수하여 기체로 변하는 현상과 관련이 있는데, 기화현상은 고체,액체,기체로 진행됨에 따라 분자의 운동은 더욱 활발해진다. 이러한 활발한 운동은 보통 열에너지의 흡수 때문이며 특히 액체에서 기체로 변화가 일어날 때 주위로 부터 흡수한 열을 기화열 또는 증발열(액체 을 같은 온도의 기체로 증발시키는 데 필요한 열량)이라 한다. 예를 들어 100℃의 물(액체) 1kg을 100℃의 수증기(기체)로 만드는 데 필요한 기화열은 539kcal 이다.
4) 이론값과 실험값을 비교하라.
6. Discussion (토의 및 고찰)
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.
7. References (참고문헌)
일반화학실험 일반화학교재편찬위원회 저 청문각
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키워드

물,   증기압,   증발열,   실험