[자연과학][화학실험보고서] 보일-샤를의 법칙

화학실험보고서 - 보일 샤를의 법칙

1. 실험개요

1) 실험목적

보일의 법칙과 샤를의 법칙은 아주 기초적이고 유명한 기체의 법칙들 중 하나이다. 이 실험의 목적은 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 이해하고 그것을 직접 실험하여 확인해 보는 것이다. 또한 MBL의 사용법을 이해하고 사용해 보아 익숙해지는 것도 실험의 목적이라고 볼 수 있다. 그래서 변인에 따른 기체 상태의 변화를 MBL로 정밀하게 받아내어 두 법칙을 확인할 수 있다.

2) 이론적 배경

용기 속에 넣어 둔 기체 분자는 모든 방향으로 활발한 운동을 하고 있기 때문에 용기벽에 충돌하여 힘을 주는데, 이처럼 충돌에 의하여 용기벽의 단위 넓이에 작용하는 힘을 그 기체의 압력이라고 한다. 외부에서 힘을 가해 기체의 부피를 감소시키면, 기체의 밀도가 증가하여 충돌횟수도 증가하므로 기체의 압력은 증가한다. 반대로 부피가 늘어나면 압력은 감소한다. 보일은 실험에서 일정한 온도에서 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례한다는 사실을 발견했다. 이것이 바로 보일의 법칙이다.
온도가 높아지면 기체 분자의 운동이 활발해져서 용기의 벽에 힘을 가…(생략)

2. 기구 및 시약

3. 실험과정

실험 1) 보일의 법칙 실험

③ 인터페이스에 전원을 연결하고, 컴퓨터에서 Logger Pro 3 분석 프로그램을 실행시킨다.

④ [실험] 메뉴에서 ‘데이터 수집’ 창을 열어서 모드를 ‘엔트리 있는 이벤트’로 설정한 후 열 이름을 부필, 약식 이름을 V로, 단위를 mL로 설정한다.

⑤ 수집 버튼을 누른다.

⑥ 주사기의 눈금을 20mL에 맞추고 ‘보관’을 누른 뒤 부피를 20mL로 입력한다.

⑦ 주사기의 눈금을 1mL씩 밀면서 같은 방식으로 부피를 입력한다.

⑧ 센서가 측정할 수 있는 압력이 한계에 다다라 더 이상 변하지 않으면 수집을 중지한다.

⑨ 주사기를 기체 압력 센서에서 분리해 주사기 내의 공기를 전부 제거한 뒤 다시 연결한다.

⑩ ‘수집’ 버튼을 누르고, 경고창이 뜨면 ‘데이터 보관’을 누른다.

⑪ 이번에는 1mL씩 당기면서 위와 같은 방법으로 값을 입력해 준다.

실험 2) 샤를의 법칙 실험

④ 다음과 같이 장치를 설치한다.

⑥ 그래프 두 개 중 한 개를 Delete 키를 눌러서 지우고, 남은 그래프는 크기를 적절히 조정해준다.