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[분출]심화과정 심층 탐구주제 4 : 기체의 분출과 확산

저작시기 2006.04 |등록일 2006.06.22 한글파일한글 (hwp) | 9페이지 | 가격 2,000원

소개글

심화과정 심층 탐구주제 4 : 기체의 분출과 확산
기체 분출과 분자량과의 상관관계

목차

1. 탐구개요
2. 이론적 배경
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 결론 및 토론

본문내용

일정한 온도와 압력 상태에서 기체의 확산속도는 그 기체 분자량의 제곱근(밀도의 제곱근)에 반비례한다는 법칙이다. 같은 온도에서 기체 분자의 운동에너지는 그 종류와는 관계없이 일정하므로 가벼운 분자는 빨리 움직이고, 무거운 분자는 느리게 운동한다. 온도가 같으므로 그들의 평균 분자 운동에너지는 같다.
곧, 용기 안에 있는 등온 ·등압의 기체가 용기 벽에 뚫린 작은 구멍을 통해 유출할 때, 그 속도는 기체 밀도의 제곱근에 반비례하고, 용기 내외의 압력차의 제곱근에 비례한다. 또한 일정한 온도에서 일정량의 기체 분자가 용기의 벽에 자주 부딪치므로 단위 시간당 충돌 횟수가 증가하여 압력이 커진다. 용기 안의 압력이 높을수록 용기 속의 기체가 빠르게 밖으로 나가게 된다. 용기 내외의 압력을 각각 p1
, p2, 기체의 밀도를 ρ, 단위시간에 유출하는 기체의 속도를 v라 하면 속도 v는

v=√2(p1-p2)/ρ

로 구할 수 있다. 또한, 이 법칙은 기체나 액체의 확산현상에도 적용되어, 기체 및 액체가 확산하는 속도는 그 분자량의 제곱근에 반비례한다는 법칙으로도 설명할 수 있다.

(2) 확산
어떤 물질 속에 이종의 물질이 점차 섞여 들어가는 현상.
예를 들어 컵의 물에 잉크를 한 방울 떨어뜨리면 시간이 지남에 따라 잉크가 퍼져 전체가 균일하게 섞이는 것을 말한다. 이와 같은 현상은 기체와 기체 사이에서도 볼 수 있고, 때로는 기체와 고체, 액체와 고체 사이에서도 일어난다. 또 같은 종류의 기체나 액체에서도 부분적으로 밀도의 차가 있으면 자연적으로 일어나서 전체 밀도가 균일하게 된다.
광대한 대기나 해수가 일정한 조성을 가지는 것도 확산에 의하여 성분이 균일하게 섞인 결과이다. 이물질 사이에 확산이 저절로 일어나는 것은 물질분자가 끊임없이 운동하고 있기 때문이며, 그 모양은 열이 고온부에서 저온부로 이동하여 드디어는 전체 온도가 균일하게 되는 것과 비슷하다.
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