[2019 A+ 인하대 화학공학실험] 기체 확산 및 흡수 예비보고서 화공실 예보
- 최초 등록일
- 2020.04.13
- 최종 저작일
- 2019.12
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소개글
화공실 모든 실험에서 퀴즈로 인한 감점을 포함하여, 70점 중반 혹은 70점 후반이었습니다. (80점 만점)
목차
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 참고문헌
본문내용
* 기체확산 실험
1.실험 목적
기체 확산 장치를 이용하여 일정한 온도에서 아세톤을 확산시키며, 실험 시작 시간에 따른 액체 level을 측정한다. 실험 후 Fick’s 1st law을 이용하여 아세톤의 확산도를 계산한다. 이 실험을 통해 물질전달에서 배우는 기체의 확산 원리와 확산 속도식을 이해하고 직접 적용해 볼 수 있다. 아세톤의 높이 변화를 통해 확산계수를 계산하고 이론 확산계수와 비교해볼 수 있다.
2.실험 이론
①Fick’s 1st law
경계면에 수직한 방향으로의 확산에 대한 정량적 관계를 설명하며, 어느 지점에서의 농도가 시간에 따라 변하지 않는 정상상태의 확산에 대한 법칙이다. Binary system에서 설명을 해 보겠다. 확산되는 물질이 닿는 면을 z=0이라고 하고, z축 방향으로 확산된다고 하자. 처음에는 농도-거리 그래프를 그렸을 때 아래로 볼록하면서 감소하는 그래프가 형성된다. 시간이 흘러 정상상태가 되면 직선으로 감소하는 형태의 그래프가 형성된다. 따라서 다음과 같은 식이 성립한다.
JA,x=성분 A의 mole flux (mol/m2 h)
ρM=몰밀도 (mol/m3)
DAB=확산계수, 물질의 고유한 특성 (m2/h)
xA=A의 몰수/A의 몰수+B의 몰수
CA=A의 몰농도 (mol/m3)
이 식은 전체혼합물이 정지면에 대해 정지된 상태인가 움직이는 상태인가에 관계없이 적용된다. 이를 3차원으로 풀면 다음과 같다.
참고 자료
미상, 『공업화학.화학공학 실험교재』, 인하대학교 화학공학과, 2019, p106~113.
임굉, 임재석, 『화학공학의 단위조작』, 내하출판사, 2009, p397~422.