실험 6-1. 이산화탄소의 승화열
1. 목적
드라이아이스(고체 이산화탄소)의 승화열을 측정한다.
2. 원리
(1) 상 변화의 이해
물질은 흔히 기체, 액체, 또는 고체로 존재한다. 물질을 구성하는 분자들 사이에는 인력이 작용하고 있으며, 인력의 크기는 물질에 따라 매우 다양하다. 또한 분자들은 온도에 따라서 결정되는 열에너지를 가지고 있다. 즉, 높은 온도에 있는 분자들은 큰 운동에너지를 가지고 있고, 운동에너지를 잃어버리게 되면 물질의 온도가 낮아진다.
따라서 높은 온도에 있는 물질은 분자의 운동에너지가 분자들 사이에 작용하는 인력보다 대단히 크기 때문에 분자들이 마음대로 돌아다니는 기체로 존재하게 되 고, 온도가 낮아지면 분자의 운동에너지가 분자들 사이에 인력을 이기지 못하기 때문에 분자들이 인접하여 존재하는 액체 또는 고체가 된다.
(2) 이산화탄소의 승화열
이산화탄소는 상온, 상압에서 기체로 존재하는 무색, 무미의 물질로 독특한 특성을 가지고 있다. 이산화탄소는 압력이 5.11기압 이상이 되어야만 액체로 존재할 수 있고, 압력이 낮을 때는 기체, 또는 고체로만 존재할 수 있다. 흔히 “드라이아이스”라고 부르는 고체 이산화탄소는 -78.5oC가 되어야만 증기압이 1기압이 되기 때문에 상온에서 드라이아이스는 고체가 액체를 거치지 않고 바로 기체로 변하는 “승화”현상이 관찰된다. 드라이아이스는 승화할 때 주위로부터 상당한 열을 흡수하기 때문에 온도를 낮추기 위한 냉매로 많이 사용된다.(일반화학 교과서 그림 5.21 참조)
(3) 열량계와 물의 비열을 이용한 이산화탄소의 승화열 측정
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2011.03.11
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