[물리화학] 기체의 성질

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2006.09.09 / 2019.12.24
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하고 싶은 말: 물리화학 7판에 들어가 처음 접하게 되는 과목으로써 이해하기 쉽도록 예습하는 레포트 입니다. 이 레포트로 이해력을 돕기 쉽고, 이 과목에서 제출하는 관련 레포트 작성시 보충 설명 자료로도 쓸만 합니다.
이상기체와 실제기체 그리고 비리알계수, 반데왈츠식 게이루샥 등 이해하기 어려운 이론들을 알기 쉽게 정리 해놓았습니다.

목차: 1.1 기체의 상태(The state of gases)
(a) 압력 (Pressure : P)
(b) 압력의 측정(The measurement of pressure)
(c) 온도(temperature : T)
-섭씨 온도(θ, ℃) (Celsius)

1.2 기체의 법칙(The gas laws)
(a) 개개의 법칙들(The individual gas laws)
- Jacques Charles and Gay-Lussac
- Avogadro의 원리 (Avogadro's principle)
(b) 완전기체 법칙(The perfect gas law)
- Boyle's law
- Charles's law
- Avogadro의 원리
(c) 기체 혼합물(Mixtures of gases)
- Dalton의 법칙(Dalton's law)
(d) 몰분율과 부분압력
(Mole fractions and partial pressures)

1.3 분자 간 상호 작용(Molecular Interactions)
(a) 압축인자(the compression factor, Z)
(b) 비리알 계수(Virial coefficients)
(c) 응축(Condensation)
(d) 임계 상수(Critical Constants)

1.4 Van Der Waals equation

1.5 대응 상태의 원리 (The Principle of corresponding States)

본문내용: 1장 기체의 성질(The properties of gases)
완전 기체(이상 기체) --- 상태 방정식(실험적)유도 --- 분자 운동론 --- 실제 기체(이상 기체와의 차이점) --- 상태 방정식
완전 기체(이상 기체)(The perfect gas)(Ideal gas)
- 연속적인 무작정(무질서)한 운동을 하는 분자(또는 원자)들의 집단.
알맹이들(원자, 분자)의 속력이 온도가 올라 갈수록 증가. 분자들이 서로 충돌할 때 이외에는 서로 멀리 떨어져 있으며, 또 분자간의 힘의 영향을 거의 받지 않고 운동(액체와의 차이점). 상호 작용이 없는 독립적 운동.
1.1 기체의 상태(The state of gases)
- 물리적 상태(조건) : 물리적 성질로 정의. 동일한 성질 = 동일한 상태
예) 순수한 기체의 상태 표시(명시)
부피(V), 몰 질량(몰수 n), 압력(P), 그리고 온도(T) --> 변수들
---> 세 변수(충분)로 나머지 한 변수는 결정(실험적 확인)
- 순수한 상태 표시 : 4개의 변수를 연관 시키는 식 --> 상태 방정식
P = f(T, V, n) (1.1)
---> 한 특정한 물질에 대해 n, T, V 의 값들을 알면 그 압력(P)을 알 수 있다.-->상태식
- 완전 기체 상태 방정식 : P = nRT / V R : constant(상수) (1.2)
(a) 압력 (Pressure : P) = force / area = F * a / 넓이
- 역학적 평형(mechenical equilibrium) 여부 의지 표(가동성 기벽)
: 단위 넓이에 작용하는 힘 = (힘 : F) / (넓이 : A)
- 힘의 유래 : 기체 분자가 용기의 기벽을 끊임없이 때림.
단위 : SI단위 : Pascal(Pa) = N/m제곱 (Nm-2) : 1m제곱 당 1N의 힘.
* 압력 단위 : Pa , Bar , Torr , Atm 등.
1bar = 10의 5승 Pa (표준 압력 : standard pressure : Po)
= pAhg : 기둥의 모양이나 단면적에 무관
- 힘 = 질량 * 가속도
단위 : Newton(N) = 1Kg의 질량에 1ms-2의 가속도를 작용한 힘
= Kgms-2 =10의 5승 dyn
dyne(dyn) = 1gcms-2
1) P = F/A[F = mg = pgh) = pAhg / A = pgh
2) P = pg l cosθ. θ : 수직 축에 대한 기울기의 각도
l : 기울인 길이
(b) 압력의 측정(The measurement of pressure)
- 기압계(barometer) : 대기가 미치는 압력을 측정하는 계기, 수은 기둥이용.
- 압력계(manometer) : 용기 속에 들어있는 기체 시료의 압력을 측정하는 계기
--> 두 가지타입 존재.
a) closed-tube : 대기압보다 작은 압력 측정 시.
b) open-tube : 대기압보다 크거나 같은 압력 측정 시.

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