[자연과학][일반화학실험] 보일-샤를의 법칙

1. 실험목적

보일-샤를의 법칙이 성립함을 실험을 통해 확인해보자. 그리고 보일-샤를의 법칙을 응용한 문제를 풀어보자.

2. 이론

2.1 기체의 압력
표준압에대하여진공수은기체의 압력()
〓대기압()
〓
2.2 보일의 법칙
기체의 온도가 일정하다면 압력과 부피는 서로 반비례의 관계식을 갖는다.
단, 는 상수
이들 식을 Boyle의 법칙이라고 부른다. 따라서 압력과 부피가 각각 다르고 온도 및 양이 일정한 기체는 그 곱이 일정하다. Boyle의 법칙은 이상기체에서만 적용된다.

2.3 샤를의 법칙

기체가 온도를 증가시키면 팽창하고 감소시키면 수축한다. 일정 압력에서 기체의 온도에 따른 부피의 변화는 선형적인 성질을 가지며 이러한 부피를 0까지 낮출 수 있는 온도는 기체의 압력에 관계없이 -273.15℃이다.
일정 압력 하에서의 절대 온도에 따른 부피의 변화는 다음과 같이 표시되고 이를 Charles의 법칙이라 한다.
단, 는 상수
3. 실험기구
막는종이 스탠드 클랩프(2개) 물 피펫
고무관 유리관 500ml 비커 가열장치 얼음
온도계 둥근바닥플라스크

4. 실험방법

4.1 보일의 법칙
물의 높이를 같게 만든다.(눈금을 기록 ; 왼쪽 + 오른쪽)
ex)
시험관 의 높이를 변화시키면서 의 부피를 측정한다.
압력은 식을 이용하여 계산한다.
물의 부피를 가지고 기체의 부피는 알 수 있다.
오차율〓
4.2 샤를의 법칙
5분 가열입구를 막고 거꾸로 넣는다.
물이 들어간 만큼의 양을 측정한다.

5. 실험결과

5.1 보일의 법칙
기압계의 …

① 더운 물의 온도 70℃

② 얼음 물의 온도 0℃

③ 플라스크의 전체 부피 150

④ 플라스크로 들어간 물의 부피 56

⑤ 플라스크 속의 찬 공기의 부피 94

6. 고찰