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보일의 법칙 실험

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작성일18-03-14 16:18

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그러므로 이상기체보다 동일한 시간에 부딪치는…(省略) 횟수가 더 많다.
바. 추 4개를 올리고 부피를 확인한다.
a는 기체의 인력을 나타내는 정도를 나타내는 특정 기체의 고유 상수이며 분자가 상호간에 작용하는 것이므로 운동하는 한 분자에 대하여 인력이 작용되는 전체분자의 농도를 곱해주어야 한다.
나. T판의 끝에 Stop co
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실험결과/기타






순서



다.
기체 분자 사이에는 반발력과 인력이 존재하는데, 거리가 비교적 먼 1기압 정도에서는 반발력은 거의 없고, 인력이 주로 존재하므로 P값은 이상상태보다 적게 나타난다.


3. 실험방법

[보일의 법칙 실험기 실린더형]
가. 코크를 오른쪽으로 돌려 open하고, 추 받침대를 위로 당겨 올려 실린더의 눈금 20ml에 피스톤을 위치한다. 그러나 실제기체에서는 대부분의 기체에서 대체로 PV값이 작아져서 보정을 해주어야 한다. 그 값은 가 된다 결국 보정값은이 된다 b는 분자자체의 1몰의 부피이므로 몰수인 n을 곱하면 nb가 보정값이 된다 인력에 의해서는 값이 줄어들므로 보정하기 위해 더해주고, 분자자체의 부피에 의해서는 값이 증가되었으므로 오히려 빼주어야 한다. 그리고 nRT는 theory(이론)적인 값으로 항상 일정하다. 그것은 다음과 같다.
마. 추 3개를 올리고 부피(주사기의 눈금)를 확인한다. 만일에 좌변의 값이 그 값으로 나오지 않으면 오차가 난 것이다.
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보일의 법칙 실험


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설명
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보일의 법칙 실험

1. 실험목적

일정한 온도에서 일정한 양의 공기의 부피는 압력에 반비례한다는 보일의 법칙을 본 실험을 통해 정량적으로 설명할 수 있다

2. 기초theory(이론)

(1) 1단계 : 보일의 법칙의 기본 식과 실제기체에 대한 보정식을 생각하도록 한다. 추 1개를 올리고 부피(주사기의 눈금)를 확인한다. 그러므로 압력은 보정값을 더해주어야 보정이 된다 그러나 분자자체의 부피가 없을 때 즉, 이상상태일 경우에는 기체 분자가 움직이는 공간 전체를 다 부피로 계산해주어야 하지만, 실제기체는 부피가 있어 기체가 행동하는 공간은 전체부피보다 적은 공간만 다닌다. 그런데 운동하는 분자는 한 개가 아니라 전체이므로 결국은 전체 분자의 농도에 전체분자의 농도를 곱하여야 한다. 결국 보정식은 [2]의 식과 같이 된다 보일의 법칙은 온도가 일정해야 하므로


와 같이 표현해야 할 것이다. 즉, 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다 이것은 이상기체에 대한 식이다. 그 이유는 기체 분자간의 인력과 기체가 차지하는 전체 용기의 부피가 아닌 기체 분자 자체의 부피 때문인데 실제기체에 대한 고찰은 여러 가지가 있지만, 그 중에 대표적인 것이 Van der Wall`s 식이다. 그러므로 PV값을 오히려 증가시키는 요인으로 작용한다.

1) 보일의 법칙
보일의 법칙은 압력과 부피를 곱하면 항상 같은 값을 갖는다는 것이다.
나. 코크를 close하고, 추 받침대에서 손을 떼어내면 피스톤이 내려가게 된다 (이는 추 받침대와 피스톤의 무게 및 대기압의 영향)
다.
K값은 nRT이며 1몰일 때는 22.4256이다.
a는 1기압 때의 부피를 1몰의 부피인 22.4256L로 나누어 정한 값을 근사치로 사용한다. 그래서 분자자체의 부피를 전체 공간에서 빼주어야 한다. 그러므로 K값을 1몰 때의 RT값으로 정하여 비교하면 매우 편하다.
라. 추 2개를 올리고 부피(주사기의 눈금)를 확인한다.

[1]
: 처음상태의 압력, : 나중상태의 압력
: 처음상태의 부피, :나중상태의 부피

2) 실제기체의 보일의 법칙
위의 식은 이상기체에 해당하는 식으로 실제기체에서는 정밀한 실험을 하게 될 경우 이와 같은 식을 사용할 수 없다. 이상기체에서는 이 값과 PV값이 같다.

[보일의 법칙 실험기 주사기형]
가. 밑판 조절 나사를 이용하여 수평을 맞춘다.

? 상태방정식 Ban der Wall`s 식으로부터의 보일의 법칙


: 인력 효과(效果) 상수 , : 기체분자들 자체의 부피
: 몰수, : 기체상수

이 식의 P는 실제 나타나는 압력이며, V는 실제 부피이다. 즉, 기체분자가 실제로 다니는 공간만을 계산해주는 것이다.

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