확산(이은진)
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작성일 19-06-05 07:32
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레포트/공학기술
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설명
1. 목적
기체 중의 휘발성 액체가 한 방향으로 증발하는 일방확산에 대한 실험을 행하여 물질 이동속도와 확산계수를 측정(測定) 하여 확산의 원리를 이해하고자 한다.
(13-1)
여기서 를 분자 확산계수 (molecular diffusivity, g-mol/s), 는 A成分의 몰농도 [g-mol /㎤], z는 확산거리[㎝]이다.
(13-3)
Fig. 13-1에서와 같이 공기 (B)중에 포함된 (A)를 물에 흡수하는 경우와 같이 기체 중에 휘발성액체만이 한 방향으로 확산하는 일반 확산인 경우 물질이동속도는 (13-4)식과 같이 나타낼 수 있다
(13-4)
이상기체법칙으로부터 를 (13-4)식에 대입하여 요점하면 (13-5)식과 같다.
(13-2)
기상에서 이상기체법칙을 (13-2)식에 적용하여 요점하면 (13-3)식과 같다.
2. theory
2成分의 혼합물이 z 방향으로 농도차가 있을 때 여기에 직각인 단위면적에 대해 단위시간 당 A 成分이 확산하는 속도 [g-mol/㎠s] 는 단면에서의 농도 기울기 d /dz 에 비례한다는 Fick의 확산법칙 (13-1)식이 성립한다. 또한 액체 A에 기체 B가 녹지 않는다면 확산관 내에서 成分 B의 이동이 없는 일방확산으로 볼 수 있으며, 이다. 시간 t에서 액면의 위치(확산관 입구로부터의 거리)를 라 하면, 이 때 成分 A의 물질이동속도 는 (13-5)식을 적분하여 요점하면 (13-6)식과 같이 된다된다.
(13-5)
Fig. 13-2에 나타낸 바와 같이 확산 cell 의 확산관 (수직관) 밑에 成分 A의 농도는 0이 되도록 기체 B가 되도록 기체 B를 충분한 유속으로 흘려 보내고 A, B는 모두 이상기체로 본다.
정상상태에서 (13-1)식을 적분하면 요점하면 (13-2)식과 같다.
(13-6)
Fig. 13-1. 공기 중의 암모니아 흡수 F…(투비컨티뉴드 )
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