기체확산계수의 측정

소개글

기체확산계수의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 실험
3. 계산
4. 결과 및 고찰
5. 참고문헌
6. DATA SHEET

본문내용

이 경과하면 t=0로 하고 액체의 위치를 읽어 L0로 한다.
8) 데이터 시트에 기록된 시간 간격으로 액체의 위치를 읽고 기록한다.
※ 시간별 액체의 위치 (순서대로 t=0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120)
계산
1) 플로팅
(그래프1. (L-L0)에 대해 t/(L-L0)을 프로팅하고 그래프에서 기울기 s를 결정)
2) 기울기s, 확산도D 계산
결과 및 고찰
화공실험 책에 나와있는 문헌값을 보면, 실험 개시 후의 시간에 따라 t/(L-L0)의 값이 점점 증가하는 데이터로 나타나는 것을 볼 수 있다. 하지만 직접 컴퓨터 장치를 이용해 실험을 한 결과, 실험 개시 후 50분이 지났을 때의 데이터가 감소한 모습을 볼 수 있었다. 그 이유에 대해 실험이 끝난 후, 실험과정을 복기해보며 원인에 대해 생각하였다.
첫 번째 원인은 T자 모세관에 아세톤을 채울 때의 개인 오차이다. 우리 조는 확산 cell인 모세관에 30~35mm의 범위 중 아세톤을 30mm를 채웠다. 이 때 철제 자를 이용해 눈 대중으로 30mm를 채웠기 때문에 0.1mm범위의 오차도 발생하지 않았을 것이라고 확신할 수 없다. 따라서 아세톤이 30mm미만으로 채워졌을 확률이 있기 때문에 데이터가 감소하는 결과로 나타났을 수 있다고 생각해 볼 수 있다.
두 번째 원인은 컴퓨터 장치에서 이미지를 캡쳐한 후 마우스를 이용해 길이를 측정할 때의 개인 오차이다. 우리 조는 측정 시간 정시가 되었을 때의 이미지를 캡쳐한 후 이를 마우스를 이용해 드래그하여 눈금을 측정했다. 하지만 이 과정에서 가까이서 화면을 보았을 때와 멀리서 화면을 보았을 때 직선을 판단하는 것에 차이가 있었고 우리조는 이 두 판단을 절충하여 마우스로 직선을 드래그 하여 길이를 측정하였다. 이 과정에서 실험자가 하는 판단에 의해 발생하는 개인오차가 미세하게 발생하였음을 배제할 수 없다고 생각한다.
이 실험을 통해서 Stefan 확산 cell을 이용하여 에탄올이 공기나 질소 중으로 증발할 때, 확산계수를 측정하여 문헌 값이나 각종 추산식에 의한 계산값과 비교할 수 있었다. 이러한 계산을 통해서 기체의 확산계수는 물질의 이동속도를 지배하는 중요한 인자이며, 온도, 압력, 조성의 영향을 받는다는 것을 알 수 있었고, 실험을 통해 직접 눈으로 확인할 수 있었다.
참고문헌
2) 김학준, “화학공학개론”, p.209-213, 문운당(2000)
6. DATA SHEET

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