일반화학실험 - 물의 기화엔탈피와 엔트로피 변화의 측정

소개글

일반화학실험 - 물의 기화엔탈피와 엔트로피 변화의 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

없음

본문내용

1.2.1 엔탈피 (Enthalpy)
열함량. 주어진 체계의 상태를 나타내는 열역학적 양의 하나. H. 카메를링오네스는 이것을 엔탈피라 하고, J. W. 깁스는 열함수라 하였다. 물질계의 내부에너지가 U, 압력이 p, 부피가 V일 때, 그 상태에서의 엔탈피 H = U + pV 로 표시된다. 원래 내부에너지는 절대값을 얻기 힘든 양이므로 보통 엔탈피도 열적 변화에 따르는 증감만을 문제삼는다. 부피를 일정하게 유지한 채 물질계가 주고받은 열량은 그대로 내부에너지의 증감으로 되는 데 반해, 압력을 일정하게 한 채 물질계에 드나든 열량은 물질계의 엔탈피(열함량)의 증감과 같게 된다. 화학반응에서의 반응열을 표시하는 데 쓰이는 외에, 이론화학 등에서 분자열이나 원자열을 계산할 때 문제가 되는 양이다.
1.2.2 엔트로피 (Entropy)
어떤 물리계 내에서 일하는 데 사용할 수 없는 에너지를 나타내는 하나의 척도로, 일은 질서로부터 얻어지기 때문에 엔트로피의 양은 그 계의 무질서나 무작위의 정도를 나타내는 것이기도 하다. S는 계의 현재 상태에 따라 결정되기 때문에(현재 상태에 이르기 위해 어떤 경로를 택하느냐에 상관없이) 가변적인 상태, 즉 상태함수이다. 모든 자연과정은 비가역적(非可逆的)이며, 반드시 엔트로피가 증가하게 되어 있다. 엔트로피의 개념은 1850년에 독일의 물리학자인 “루돌프 클라우지우스” 에 의해서 처음 제안되었는데 때때로 “열역학 제 2법칙” 의 형태로 표현된다. 이 법칙에 따르면 고온과 저온의 기체가 저절로 혼합될 때나 기체가 진공 내로 확산하여 갈 때 또는 연료가 연소할 때와 같은 비가역 과정에서는 엔트로피는 증가한다고 알려져 있다.
1.2.3 클라지우스 방정식 (Clausius-Clapeyron Equation)
얼음과 물, 또는 물과 수증기 같이 두 개의 상이 공존하는 조건 하에서 온도와 압력의 관계는 Clapeyron 식으로 다음과 같이 주어진다.

물이 증발할 때는 물론 엔트로피도 증가하고 부피도 증가한다. 따라서 dp/dT 값은 플러스가 되고 압력이 높아지면 끓는점도 높아진다. 이러한 물의 증발에 관한 엔탈피와 엔트로피 변화를 측정하기 위해 Clausius 는 위의 Clapeyron equation을 액체와 기체 사이의 변화에 적용시키고, 기체에 비해 액체의 부피를 무시하고 수증기에 이상 기체 방정식을 만족시켜서 Clausius-Clapeyron equation을 다음과 같이 유도하였다.

키워드

일반화학실험,   물의 기화엔탈피 ,   엔트로피 변화 ,   실험 원리,   클라지우스 방정식 ,   실험 방법