실험보고서 - 기체의 유출 분자량 및 분자지름

기체의 유출 분자량 및 분자지름

1. Title 기체의 분출 - 자량 및 분자지름

2. Date 0000년 0월 0일 0요일

3. Purpose
유출법에 의해 기체의 분자량을 측정하는 방법과 기체를 모세관을 통해 확산시켜 기체분자의 대략적인 지름을 추산하는 방법을 익힌다.

4. Principle
기체 분자 운동론에 근거를 둔 논의부터 특정한 기체 분자의 제곱-평균-근 속도(s)는 다음과 같이 온도의 함수로 나타내어진다.

①식으로부터

일정한 부피의 기체가 작은 구멍을 통해 세어나가는데 걸리는 시간은 분자의 속도에 반비례한다. 따라서 같은 온도, 압력 하에서 같은 부피를 가지는 두 기체들이 새어 나가는데 걸리는 시간의 비는 다음과 같다.

이 식을 사용할 때는 분자량을 알고 있는 기체를 분자량을 알아내고자 하는 기체와 비교한다. 대부분 경우 공기를 표준물질로 사용하며, 공기의 평균 분자량은 29.0으로 한다.
분자 지름의 추산도 역시 상대적인 값을 비교하여 실시한다. 이 실험에서 사용하는 방법은 같은 부피를 가지는 두 기체들이 모세관을 통해 새어 나가는데 걸리는 시간의 비는 점성의 비와 같다는 실험적 사실에 근거를 두고 있다. 즉,

이 식에서 점도는 희랍문자 eta()로 나타내며 그 값은 다음 식으로 주어진다.

(:기체의 밀도, s:평균속도, l:평균자유행로)

분자의 지름과 평균자유행로와 분자의 지름() 관계는

식 ④,⑤,⑥과 이상기체의 평균 속도에 대한 식을 이용하면, 두 기체들의 분자 지름의 비는 다음 식으로 주어진다.

*교수님 설명
-헬륨의 질량을 잴때 매달아서 잰다.
-우라늄 235UF6 128UF6짜리를 함께 두고 구멍을 뚫어넣으면 235UF6이 덜 나온다. 핵폭탄 만들때 이런식으로 농축함.
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