[물질전달학] 이상 기체 상태 방정식의 유도와 활용
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- 목차
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1. 기체 분자 운동에 대한 가정
2. 보일의 법칙
3. 샤를의 법칙
4. 보일-샤를의 법칙과 이상 기체 상태 방정식의 유도
5. 이상 기체 상태 방정식의 활용
- 본문내용
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3. 샤를의 법칙
일정한 압력에서 기체의 부피는 절대 온도에 비례한다.
샤를이 발견한 법칙으로 기체의 부피와 온도에 관한 서술이다.
이를 식으로 나타내면 V = V₁+ V₁t/273
K = V₁/ 273 , T = t ℃ + 273 (켈빈온도) 라 하면
V = KT 로 정리된다.
4. 보일-샤를의 법칙과 이상 기체 상태 방정식의 유도
기체의 부피와 압력에 관한 서술인 보일의 법칙과 기체의 부피와 온도에 관한 서술인 샤를의 법칙을 합성해보자.
합성하면 다음과 같은 서술이 탄생한다.
기체의 부피는 압력에 반비례하고, 켈빈온도에 비례한다.
즉 V ∝ T / P
여기에 비례상수를 집어넣어주면
V = k × T / P 가 된다.
k 는 기체상수라고 하며, 표준상태(0℃ , 1 atm 상태... 이를 STP 라 한다.) 에서 기체 1 mol 의 부피는 22.4 L 이므로 k 에 관해서 정리하여 계산해보면
k = 0.082 (단위 : atm·L / mol·K ) 가 나온다.
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