[화학공학실험 보고서 만점] 증기압 측정 실험 결과보고서

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본문내용

실험제목: 증기압 측정 실험

실험목적
온도에 따른 물의 증기압 변화를 측정하고, 그에 따른 증기압 곡선을 그려봄으로써 온도 변화에 따른 증기압의 변화 관계를 이해한다.

이론적 배경
1) 압력
압력이란 유체 내부에서 원자 또는 분자가 계속해서 빠른 속도로 운동을 하면서 맞닿아 있는 면과 모두 충돌하게 되며 발생한다. 이때 압력을 알아내기 위해서는 유체 내부의 몇가지의 점에서 크기가 작은 표면을 생각하고, 이 표면에서 직각으로 작용하는 F [N] (힘의크기)을 측정하여야 한다. 유체의 압력이란, 크기가 작은 표면 면적 A[㎡]에서의 극한에 관한 P=F/A 로 생각할 수 있다. 압력은 스칼라양으로 방향을 가지고 있지 않다.

2) 동적 평형
일정한 양의 액체가 밀폐되어 있는 용기 안에 있고 이때의 온도가 특정할 때, 액체의 상에서 높은 운동 에너지를 가지고 있는 분자들은 액체 표면 → 기체상으로 증발하게 된다. 응축은 액체 표면에서 기체 분자들 중에서 높지 않은 온도를 가지는 분자가 기벽과 충돌해 붙잡히며 발생한다. 외적인 요인이 존재하지 않는 상태에서는 분자들은 매 시간마다 같은 속도로 증발하며, 시간이 흐름에 따라 기체 분자들이 응축되는 속도가 늘어나면서 증발하는 속도에 수렴하게 된다. 액체가 증발되는 속도와 기체가 응축되는 속도는 동일하기 때문에 외적으로 보았을 때는 변화가 없고 일정한 것처럼 보이게 되는데, 이 때를 액체와 기체가 동적 평형을 이룬다라고 부른다. 이 상태에서는 액체와 기체(증기)의 압력은 동일하다.

3) 액체 증기압
- 증기압은 어떤 온도에서 액체와 기체가 동적 평형을 이룰때의액체 또는기체(증기)의 압력을 의미한다.
- 액체의 증기압은 일정한 온도와 평형에서 일정한 값을 갖는다.
- 액체의 증기 압력은 분가 얼마나 쉽게 액체를 떠나 증기 상태에 이룰수있는가에 달려있다.

참고자료

· 남영우 (2010). (최신) 화학공학실험, 숭실대학교출판부, p.181~186
· Steven S. Zumdahl 외 1명 ; 화학교재연구회 옮김 (2009). (줌달의) 일반화학 제8판, 사이플러스, p.442
· Peter Atkins 외 1명 ; 안운선 옮김 (2020). 물리화학 제11판, 교보문고, p.20, p.126~127