제05장 기체4

본문내용

: 작은 구멍을 통하여 빈방으로 기체가 옮겨가는 것을 설명하는데 사용되는 용어.
Graham의 분출법칙 Thomas Graham은 기체의 분출 속도는 입자 질량의 제곱근에 반비례 한다는 것을 실험적으로 알아냈다.
풀이)
①평균운동에너지는 온도에 의해 결정됨(맞음)
②
염소기체의 입자 개수가 네온보다 많기 때문에 부분압력도 더 크다(맞음)
③염소의 몰분율 = , 네온의 몰분율 = (맞음)
④기체의 분출 속도는 입자 질량의 제곱근에 반비례. 분자량이 작은 Ne이 분출속도가 더 빠름(틀림)
풀이)
0.876 =
MY = 36.5 g/mol
VII. 실제기체
실제 기체의 운동을 설명하기 위해 분자운동론의 가정을 어떻게 수정할까?
1873년 Johannes van der Waals
Van der Waals 방정식
P관찰 = - [P관찰 + ] (V-nb) = nRT
nb, 보정부피
2, 보정 압력
보정부피와 보정압력의 의미
①보정부피
실제기체에서는 어떤 주어진 입자자체가 공간의 일부분을 이미 차기하고 있기 때문에 그 기체 입자가 운동하면서 차지할 수 있는 부피는 용기의 부피보다 작다는 것을 의미함.
이것을 설명하기 위해 van der Waals는 실제부피를 용기의 부피(V)에서 분자의 부피에
대한 보정인자(nb)를 뺀 것으로 나타냈다.
②보정압력
실제 기체 입자들 사이에서 일어나는 인력에 대해 고려해보자
이러한 인력의 영향으로 기체입자가 인력이 작용하지 않는 경우에 나타날 압력보다
관찰된 압력 P관찰를 더 작게 만든다
보정인자의 크기는 기체분자의 농도에 의존한다()
많은 수의 입자에 대하여 서로 당기는 입자의 쌍은 입자의 수의 제곱에 의존하며 따라서 농도의 제곱 에 의존하게 됨
③상수 a, b 는 주어진 기체에 얻은 실험값에 맞추어서 결정.
즉 여러 조건에서 구한 관찰된 압력과 잘 맞을 때까지 변화시킨다.
a, b의 단위는
,
풀이) (P + )(v-nb) = nRT
▶nb, 보정부피 :
실제기체에서는 어떤 주어진 입자자체가 공간의 일부분을 이미 차지하고 있기 때문에 그 기체 입자가 운동하면서 차지할 수 있는 부피는 용기의 부피보다 작다는 것을 의미함.
이것을 설명하기 위해 van der Waals는 실제부피를 용기의 부피(V)에서 분자의 부피에 대한 보정인자(nb)를 뺀 것으로 나타냈다.
▶ , 보정압력
실제 기체 입자들 사이에서 일어나는 인력의 영향으로 기체입자가 인력이 작용하지 않는 경우에
나타날 압력보다 관찰된 압력 P관찰를 더 작게 만든다
보정인자의 크기는 기체분자의 농도에 의존한다()
많은 수의 입자에 대하여 서로 당기는 입자의 쌍은 입자의 수의 제곱에 의존하며
따라서 농도의 제곱 에 의존하게 됨
▶)상수 a, b의 단위는 무엇인가?
b =
a =
상수 a, b는 주어진 기체에 얻은 실험값에 맞추어서 결정.
즉 여러 조건에서 구한 관찰된 압력과 잘 맞을 때까지 변화시킨다.
●기체가 이상적으로 행동할 수 있는 조건
낮은 압력의 기체에서는
용기의 부피는 기체 입자의 부피에 비해서 매우 크다. 즉 기체가 운동할 수 있는 유효부피는 용기의 부피와 같으며 기체는 이상적으로 행동한다.
높은 온도에서는
입자들이 매우 빠르게 움직이고 있기 때문에 입자간 인력의 영향은 그다지 중요하지 않다.
따라서 기체는 이상적으로 행동한다.
풀이)실제기체가 이상기체에 가까운 조건
첫번째, 고온 저압(기체 분자간의 거리가 떨어져 인력이 미치지 않는 조건)
두번째, 분자의 크기가 작고 끓는점이 낮은 기체(분자자체의 크기를 무시할 수 있는 조건)
실제기체 중 이상기체에 가장 가까운 기체는 He과 H2 이다.
둘 중의 더 이상기체에 가까운 기체는 He 이다.

키워드

제05장 기체4,   기체,   압력